CN113454412B - 处理聚合物颗粒材料的处理方法和处理设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理聚合物颗粒材料(2)的处理方法,该处理方法包括以下步骤:借助于干燥气体对干燥料斗(10)中的聚合物颗粒材料进行加热和干燥,将部分聚合物颗粒材料排放到挤压机(101)中,在该挤压机中,聚合物颗粒材料变成熔融或半熔融状态,并通过旋转螺杆(104)沿挤压机被输送,以便被注射到模具(102)中或使其穿过挤压头。该处理方法提供了测量控制参数,该控制参数与挤压机内螺杆的旋转相关,并基于该控制参数调节干燥气体的流速。此外,还提供了一种用于聚合物颗粒材料的处理设备。

Description

处理聚合物颗粒材料的处理方法和处理设备
技术领域
本发明涉及处理聚合物颗粒材料的处理方法,该处理方法包括用于颗粒材料的干燥阶段和随后借助于模塑或挤压的转化阶段。本发明还涉及根据这种处理操作的处理设备。
背景技术
已知的是,在借助于挤压或模塑的方式将塑料材料转化为颗粒状的转化中,为了确保模塑产品的适当质量水平,要求颗粒材料的湿度水平尽可能低。
然而,该要求难以与该领域中广泛使用的一些塑料材料的高吸湿性相协调,所述塑料材料比方说例如:基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、或聚酰胺(PA)、或聚碳酸酯(PC)、或比如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)的某些共聚物的材料。
因此,这些塑料材料在经受挤压或模塑处理之前必须在适当的干燥设备中进行充分的干燥,在干燥设备中,颗粒的水分含量被减少至转化处理所需的最低量。
在通常使用的处理中,对聚合物颗粒材料的干燥是在料斗内进行的,在料斗内容纳有待干燥的材料,并且连续的干热空气流被引入到该料斗中。
干燥的聚合物材料的后续转化处理使材料变成熔融或半熔融状态,以便能够被注射到模具中或突出穿过成形头部。
转化处理的该步骤通常是在挤压机中进行的,在挤压机中,颗粒材料变成熔融和半熔融状态,这也是由于摩擦力的结果,材料在摩擦力的作用下被螺杆推动成沿着挤压机的室前进。
处理的该步骤需要较高的能源供应来熔化材料,这在熔化是在挤压机内进行的情况下尤其困难,以至于在许多情况下,相应的能量份额决定了整个转化处理的总成本中的很大一部分。因此,在这个行业中,亟需找到新的解决方案,以允许尽可能地减少对能量的消耗。
另一个特别明显的需求是保持干燥处理处于稳定的条件下,以使得聚合物颗粒材料总是在相同(和最佳)的温度和湿度条件下到达转化单元。
关于干燥后的颗粒材料的最终温度,优选的是尽可能接近熔化温度,但不达到熔化温度,要适当考虑到可能导致聚合物降解的氧化反应。
存在于干燥后的颗粒材料中的残余湿度含量一般由定位在干燥设备下游的转化单元来限定,并基于转化单元的特性、颗粒材料的类型和必须通过颗粒材料转化获得的最终产品类型来确定。
申请人发现,应确保从料斗中排放的产品的最终参数基本稳定的干燥处理的稳定性可能受到许多因素的影响,其中,被引入的颗粒材料的参数变化具有特别重要的意义,该参数比方说例如温度、湿度含量以及待干燥的颗粒材料的成分。
此外,申请人还发现,由于与被引入的材料的参数没有直接关系的其他因素、比方说例如在处理开始时的加热期间或在材料的装载期间可能由操作者导致的错误的影响,该处理可能变得不稳定。
US 6449875描述了一种用于对呈颗粒状的塑料材料进行干燥的处理,其中,可以基于在料斗出口处测量的颗粒材料的温度来调节干燥气体的一些参数,该参数包括流速。
在本说明和所附权利要求中,术语“颗粒材料”旨在被理解为指多个固体元件,所述多个固体元件彼此不同且相互分离,并且根据要进行的处理和使用的聚合物材料、包括粉末状或片状的聚合物材料而具有合适的尺寸和形状。
此外,术语“干燥”旨在被理解为指以下处理:借助于该处理,通过将存在于颗粒内部的水分大量消除,使聚合物颗粒材料的湿度降低至在随后的转化处理(模塑或挤压)中所需的值。
通过参考的方式,转化单元所需的最大残余湿度值可以大约介于20ppm至100ppm(百万分之几)。
表述“与挤压机的螺杆旋转相关的控制参数”旨在被理解为指可以从螺杆旋转运动中直接得出的参数、特别地指可以由螺杆的致动马达直接测量的参数。
因此,在这个意义上,“与螺杆旋转相关的控制参数”被限定为:螺杆的旋转速度、使螺杆旋转所需的扭矩或功率。
相反,以下参数不被限定为“与螺杆旋转相关的控制参数”:挤压机内熔融塑料材料的粘度、就挤压机而言的压力或内部温度。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种用于处理聚合物颗粒材料的处理方法和一种处理设备,该处理方法和设备在结构上和功能上被设置成至少部分地克服上述关于所参引的现有技术的一个或更多个缺点。
本发明通过根据本发明进行的处理方法和设备解决了该问题。
在本发明的第一方面,本发明涉及一种用于处理聚合物颗粒材料的处理方法,该处理方法包括将适当数量的聚合物颗粒材料提供在干燥料斗中的步骤。
优选地,该处理方法提供了以下步骤:将具有预定流速和温度的干燥气体引入到干燥料斗,以便将聚合物颗粒材料加热至所需的排放温度,并将聚合物颗粒材料干燥至所需的残余湿度值。
优选地,该处理方法提供了以下步骤:在聚合物颗粒材料被加热至排放温度时将该聚合物颗粒材料的一部分排放到用于聚合物材料的转化单元中。
优选地,转化单元包括挤压机,从料斗中排放的聚合物颗粒材料在该挤压机内变成熔融或半熔融状态,并通过旋转的螺杆而沿挤压机进行输送,然后被注射到模具中或使其穿过压头。
优选地,该处理方法提供了以下步骤:测量与挤压机内的螺杆旋转相关的控制参数,并基于测量的控制参数调节干燥气体的流速。
在本发明的第二方面中,本发明涉及一种用于聚合物颗粒材料的处理设备,该处理设备包括至少一个干燥料斗,在该干燥料斗中形成有用于聚合物颗粒材料的入口和用于聚合物颗粒材料的出口,该出口连接至用于聚合物颗粒材料的转化单元。
优选地,该设备还包括加热回路和用于调节干燥气体流速的调节装置,通过该加热回路将干燥气体引入到干燥料斗,以便将聚合物颗粒材料加热至排放温度,并将聚合物颗粒材料干燥至预定的残余湿度值。
优选地,该设备还包括转化单元,该转化单元定位在干燥料斗的下游并包括挤压机,在该挤压机内存在旋转螺杆,该螺杆对聚合物颗粒材料进行加热并将其以熔融或半熔融状态沿挤压机输送,以便注射到模具中或使其穿过挤压头。
优选地,该设备还包括第一传感器,该传感器设置成测量转化单元的与挤压机内的螺杆旋转相关的控制参数。
优选地,该设备还包括控制单元,该控制单元至少连接至第一传感器和干燥气体流速的调节装置,并被布置成根据由第一传感器测量的控制参数的值来控制干燥气体流速的调节装置。
由于本发明的特征,有利地通过反馈来控制干燥处理,该反馈起始于转化处理的控制参数的测量,然而,该控制参数与干燥处理的基本参数中的一者直接相关。
事实上,申请人已经发现,挤压机内螺杆的旋转动作与聚合物材料的残余湿度含量直接相关。
此外,如上所述,在挤压机内的颗粒材料的熔融(或半熔融)阶段是与能量消耗最相关的阶段,因此,将对颗粒材料的加热和干燥步骤的控制作为与螺杆的力相关的参数的直接函数,允许更有效地控制处理的整体能量消耗。
此外,这允许被注射到模塑单元中或注射到挤压头中的聚合物材料的状态保持地更加稳定,以确保产品的质量参数得到维持。
对干燥气体流速的新值的计算可以例如通过适当的算法或根据以下的预定表格进行,该表格除了考虑挤压机的螺杆的控制参数的测量值外,还考虑其他处理参数,诸如引入到干燥料斗的新鲜颗粒材料的数量、新鲜颗粒材料的引入温度、停留时间和存在于干燥料斗中的颗粒材料的数量。
调节干燥气体流速的具体行动可以借助于调节阀来进行,也可以间接地通过作用于风扇的旋转速度来进行,该风扇将干燥气体供应至干燥料斗。
应当指出的是,根据新鲜聚合物颗粒材料的引入温度来调节干燥气体的流速,并不排除该流速也是根据其他参数的变化来调节的。特别提供的是,干燥气体的流速能够被调节成与从干燥料斗中排放的聚合物颗粒材料的流速和供应至转化单元的聚合物颗粒材料的流速大致成比例。在上述方面中的至少一个方面,本发明可以具有优选特征中的一个或更多个优选特征。
在本发明的实施方式中,所测量的控制参数是使挤压机内的螺杆以预定的旋转速度旋转所需的扭矩值。
通过这种方式,可以直接测量螺杆在挤压机内旋转所消耗的力。该力直接取决于熔融或半熔融聚合物材料的粘度,在其他条件相同的情况下,该粘度是聚合物材料干燥程度的函数,因此该粘度可以通过改变干燥气体的流速来改变。
在这个实施方式中,螺杆的旋转速度保持不变,使得每小时的产量也保持不变。
在另一个实施方式中,所测量的控制参数是挤压机内的螺杆在预定扭矩值下的旋转速度。
在另一个实施方式中,所测量的控制参数是螺杆在挤压机内旋转所消耗的功率。
该值可以通过保持转速不变和通过保持施加至螺杆的扭矩不变来测量。
在本发明的实施方式中,以预定的时间间隔测量与挤压机螺杆的旋转相关的控制参数,以便建立控制参数值随时间的变化情况,并基于这些值的随时间的变化情况来调节干燥气体的流速,从而使控制参数的随时间的变化情况处于恒定值。
可以在少于5分钟的时间间隔内测量控制参数的值,优选地,在少于3分钟的时间间隔内测量控制参数的值,甚至更优选地,在与转化单元的处理周期相对应的时间间隔内、例如大约介于10秒至20秒内测量控制参数的值。
优选地,基于控制参数,除了干燥气体的流速之外,还可以调节干燥气体的露点。通过这种方式,调节聚合物颗粒材料的干燥处理的作用更加有效。
附图说明
通过参照附图以非限制性示例的方式示出的对本发明优选实施方式的
详细描述,将更好地理解本发明的特点和优点,在附图中,图1是用于聚合物颗粒材料的干燥设备的示意图,该干燥设备构造成根据本发明的处理方法来操作。
具体实施方式
参照图1,总体上1指示根据本发明的处理来操作的用于聚合物颗粒材料2的处理设备。
该设备1设置成对呈颗粒状的诸如聚酰胺、聚碳酸酯或ABS共聚物之类的任何聚合物材料进行干燥,然而,在本文中描述的具体示例中,所处理的材料是由PET颗粒(聚对苯二甲酸乙二醇酯)形成的。
PET的熔化温度约为260℃,并且聚合物在空气中可以保持而不会发生相关的氧化现象的最高温度约为180℃。
该设备1设置成提供聚合物颗粒材料的转化单元100,该转化单元包括挤压机101、注射室105和模具102,干燥的颗粒材料在该挤压机中被带到加热室中以变成熔融状态,在该挤压机中,材料借助于至少一个螺杆104前进,该注射室定位在挤压机101的下游,在该注射室中接纳由挤压机101排放的熔融聚合物材料,熔融聚合物材料借助于活塞106的作用从注射室105被引入到模具102中。
螺杆104由马达107根据本身已知的方法进行旋转。存在与挤压机101相关联的至少一个主传感器110,该主传感器设置成测量与挤压机101内的螺杆104的旋转相关的控制参数。
特别地,主传感器110测量与螺杆在挤压机内旋转运动期间的动作直接相关的参数。
在第一实施方式中,主传感器110测量施加至螺杆104的扭矩,从而使螺杆以预定的旋转速度旋转。优选地,在这种情况下,螺杆104的旋转速度保持恒定,从而也使挤压机的每小时产量保持恒定。
在第二实施方式中,在将预定扭矩施加至螺杆104时,主传感器110测量螺杆104的旋转速度(测量例如每分钟的转数-RPM)。优选地,在这种情况下,施加至螺杆104的扭矩保持不变。
在第三实施方式中,主传感器110测量马达107所消耗的功率,从而使螺杆104以预定的旋转速度或预定的扭矩旋转。
在注射室105中安装有压力测量单元103,该压力测量单元103设置成测量熔融聚合物材料被引入到模具102中所处的压力。
在本实施方式中提供的是,转化单元包括模具,但同样优选的是,可以设置挤压头。
设备1包括干燥料斗10,在该干燥料斗中形成有入口开口11和出口开口12,待干燥的颗粒材料2通过该入口开口被引入到干燥料斗10中,已经干燥的颗粒材料2通过该出口开口从干燥料斗10中排放。
入口开口11和出口开口12分别形成在干燥料斗10的顶部和底部区域中。
设备1还包括装料斗13,装料斗13安装成紧靠干燥料斗10的上游,其中,在入口开口11的区域内,准备好一定数量的新鲜聚合物颗粒材料2a,并准备通过装料管13a将该聚合物颗粒材料引入干燥料斗10。
在装料斗13的底部设置有能够测量新鲜颗粒材料2a的入口温度的第一温度传感器14。尽管温度和湿度不同,但是新鲜颗粒材料2a通常等同于已经存在于干燥料斗10中的颗粒材料2,而由于所使用的PET的类型不同,例如该颗粒材料可能具有不同比例的再利用材料,新鲜颗粒材料2a可能不同于已经存在于干燥料斗10中的颗粒材料2。
在装料斗13与干燥料斗10之间设置有供应阀17,该供应阀用于在必要时允许新鲜颗粒材料被引入到干燥料斗10中。
在干燥料斗10的底部区域内,在出口开口12的区域内还设置有第二温度传感器15,第二温度传感器15设置成测量将从干燥料斗10排放的颗粒材料2的排放温度。
第二温度传感器15可以安装在位于排放阀18的上游的排放管中,该排放管将干燥料斗10连接至挤压机101,该排放阀允许干燥的颗粒材料朝向转化单元100排放。
设备1还包括计量装置19,该计量装置在接近出口12的下游连接在干燥料斗10的排放管上,从而限定出添加剂与从干燥料斗排放的颗粒材料2之间的混合位置。该混合位置优选地位于排放阀18的上游。
在位于排放阀18的下游的干燥料斗10的排放管中还优选地安装有第三温度传感器15a,因此第三温度传感器15a也位于上述混合位置的下游。
设备1还包括加热回路20,借助于该加热回路将具有预定温度和流速的干燥气体引入到干燥料斗10,从而将颗粒材料2加热和干燥至所需的温度值和湿度含量值。
干燥气体优选地是空气。
加热回路20包括供应管道21和回收管道22,该供应管道将干燥气体输送到干燥料斗10内,干燥气体通过该回收管道从干燥料斗10移除。
供应管道出现在干燥料斗底部的区域内的扩散器23处,而回收管道22在干燥料斗10的顶部附近打开,使得干燥气体从底部相对于颗粒材料2相反地向上流动通过料斗。
在供应管道21上设置有加热器24和流量调节装置25,该加热器设置成将干燥气体加热至预定的加热温度,该流量调节装置设置成对供应至干燥料斗10的干燥气体的流速进行调节。
在本文中所述的实施方式中,流量调节装置25通过以下方式起作用:改变一个或更多个调节阀25a的打开,借助于流速测量单元25b来验证调节动作的正确性。替代性地,调节装置25可以作用于变频器,该变频器调节风扇叶片的旋转速度,该风扇沿供应管道21推动干燥气体。
借助于供应管道21被引入到干燥料斗10的干燥气体具有特别低的湿度值,并且该干燥气体是借助于本身已知的且未在附图中示出的除湿处理来获得的,该除湿处理例如包括填充有干燥材料的一对除湿塔,干燥气体在到达加热器24之前通过该除湿塔。
可以对处理气体的干燥程度——可以借助于处理气体的露点来测量——进行有利地调节,例如,可以通过使一部分处理气体绕过除湿塔,并借助于适当的调节阀来改变该部分。
设备1还包括控制单元30,该控制单元设置成控制和调节设备1的操作参数。
控制单元30连接至主传感器110,该主传感器与挤压机101、干燥气体的流量调节装置25相关联,并且优选地还与第一温度传感器14、第二温度传感器15、加热器24和注射压力测量单元103相关联。此外,优选地,控制单元30还连接至以下各者:转化单元100,从而接收与从干燥料斗10供应至干燥料斗的颗粒材料的数量有关的信息项目;对来自干燥料斗10的干燥气体的出口温度进行测量的第四温度传感器26;对干燥料斗10内的颗粒材料2的水平进行测量的水平传感器16;第三温度传感器15a;供应阀和排放阀17、18;以及用于除湿塔旁路的调节阀,该除湿塔允许供应在料斗中的干燥气体的露点改变。
在未示出的实施方式中,控制单元30还连接至测压元件,该测压元件对干燥料斗10和容纳在干燥料斗中的颗粒材料2的重量进行检测。
由控制单元30控制的设备1以下述方式进行工作。
在干燥料斗10中,聚合物颗粒材料2通过干燥气体被加热和干燥,该干燥气体通过扩散器23散布在材料块中。
以预定的加热温度来供应被适当除湿的干燥气体,该预定的加热温度是通过加热器24获得并控制的,例如,预定的加热温度大约为180℃、对应于PET在空气中可以保持而不受到相关氧化现象影响的最高温度。
被引入到干燥料斗中的干燥气体的流速由调节装置25调节,该调节装置基于控制单元30提供的流速值(设定值)和由流速测量单元25b测量的流速值(实际值)通过改变调节阀25a的打开来发挥作用。
替代性地,干燥气体的流速可以借助于变频器通过改变风扇的旋转速度来调节,并且可以间接得出干燥气体流速的测量值。
如上所述,干燥气体的流速(设定值)必须由控制单元30限定。
最初,该流速值是预定值,例如基于干燥气体的加热温度(通常是预定的)、颗粒材料的预定入口温度以及从干燥料斗中排放的颗粒材料的每小时流速来计算该流速值。
特别是,预定的材料入口温度可以等于预定的标准值,该标准值是设备1的典型值、或者是由操作员手动施加的值、或者是由第一温度传感器14测量的第一温度值。
从干燥料斗中排放的颗粒材料的每小时流速也可以是预定值,该预定值由操作员施加、或者是设备1的典型值。
由于干燥气体的作用,颗粒材料2以大约180℃的排放温度和例如大约为40ppm的降低的残余湿气含量到达出口开口12的区域。
在转化单元100的请求下,存在于干燥料斗10底部的颗粒材料中的一部分颗粒材料通过排放开口12被排放,并被供应至挤压机101,在挤压机101处,由于螺杆104的作用,该颗粒材料被熔化并被输送至注射室105,在注射室,颗粒材料通过活塞106被注射到模具102中。
当干燥料斗10内的颗粒材料的高度下降直至达到预定高度时,预定数量的新鲜颗粒材料2a被引入到干燥料斗10中。该材料是从装料斗13通过入口开口11引入的。
干燥气体的流速由控制单元30基于主传感器110测量的控制参数值借助于调节装置25进行调节,如上所述,主传感器110可以测量施加至螺杆104的扭矩、螺杆104的旋转速度、或马达为使螺杆旋转而消耗的功率。所有这些参数是对螺杆的旋转动作的测量,并因此取决于挤压机101内的颗粒材料的粘度。
在设备1的第一种操作模式下,提供的是,当控制参数的值偏离给定的预定值时,使控制单元30作用于干燥气体的流速,以改变料斗中颗粒材料的干燥条件,并使粘度进入优选值的范围。
例如,如果控制参数是扭矩,并且由主传感器110测量的值小于优选值(或数值范围),那么干燥气体的流速通过控制单元30被增大,然而,如果该测量值高于优选值(或数值范围),那么干燥气体的流速减小。
相反,如果控制参数是旋转速度,并且由主传感器110测量的值小于优选值(或数值范围),那么干燥气体的流速通过控制单元30被减小,然而,如果该测量值高于优选值(或数值范围),那么干燥气体的流速被增大。
在设备1的第二种操作模式下,提供的是,控制单元30可以根据控制参数值随时间的变化情况而不是控制参数的点状(瞬间)值的变化来调节干燥气体的流速。
在这种情况下,控制单元30以固定的时间段、例如每2分钟或模具102的每个循环时间来检测控制参数(例如所应用的扭矩)的值,并建立该值随时间的变化情况。
然后,如果该变化情况表明控制参数未随着时间的推移保持足够的恒定,而是趋于减少或增加,则控制单元30作用于调节装置25,以将使该控制参数进入优选值,从而尽可能使控制参数保持恒定。
提供的是,如果由于对处理气体流速的调节,控制参数没有恢复到优选值,或者以太慢的方式恢复到这些值,那么控制单元30也能够调节干燥气体的其他处理参数。
对于控制单元30而言,除了流速之外,特别优选的是能够调节供给在料斗中的处理气体的湿度程度(露点)。
本发明的设备和处理方法可以以相对于上述优选实例不同的变型来构造。由于本发明的处理方法和设备,通过对处理的能源效率及其可靠性进行优化,可以在聚合物颗粒材料的干燥处理的稳定性方面获得优异的结果。
另一个重要的优势是,本发明的处理方法允许提高质量产量方面的性能水平,并减少处理废物的产生。

Claims (10)

1.一种用于处理聚合物颗粒材料(2)的处理方法,所述处理方法包括以下步骤:
-将所述聚合物颗粒材料提供在干燥料斗(10)中,
-将具有预定流速和温度的干燥气体引入到所述干燥料斗中,从而将所述聚合物颗粒材料加热至排放温度,并将所述聚合物颗粒材料干燥至预定的残余湿度值,
-将被加热至所述排放温度的所述聚合物颗粒材料的一部分排放到用于所述聚合物颗粒材料的转化单元(100)中,其中,所述转化单元包括挤压机(101),从所述干燥料斗排放的所述聚合物颗粒材料在所述挤压机(101)中变成熔融或半熔融状态,并通过旋转螺杆(104)沿所述挤压机被输送,从而使所述聚合物颗粒材料被注射到模具(102)中或使所述聚合物颗粒材料穿过挤压头,
-测量控制参数,所述控制参数与所述挤压机内的所述旋转螺杆的旋转相关,以及
-基于所述控制参数来调节所述干燥气体的流速。
2.根据权利要求1所述的处理方法,其中,所述控制参数是使所述挤压机内的所述旋转螺杆以预定的旋转速度旋转所需的扭矩。
3.根据权利要求1所述的处理方法,其中,所述控制参数是所述挤压机内的所述旋转螺杆以预定的扭矩值旋转的旋转速度。
4.根据权利要求1所述的处理方法,其中,所述控制参数是所述旋转螺杆用于在所述挤压机内以预定的旋转速度或预定的扭矩值进行旋转而消耗的功率。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的处理方法,其中,提供了以下步骤:
-以预定的时间间隔测量所述控制参数,
-基于所测量的结果来确定所述控制参数随时间的变化情况,以及
-基于所述控制参数随时间的所述变化情况来调节所述干燥气体的流速。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的处理方法,其中,还基于所述控制参数来调节所述干燥气体的露点。
7.一种用于聚合物颗粒材料(2)的处理设备(1),所述处理设备(1)包括:
-至少一个干燥料斗(10),在所述干燥料斗(10)中形成有用于所述聚合物颗粒材料的入口(11)和用于所述聚合物颗粒材料的出口(12),所述出口(12)连接至用于所述聚合物颗粒材料的转化单元(100),
-加热回路(20),借助于所述加热回路将干燥气体引入到所述干燥料斗中,从而将所述聚合物颗粒材料加热至排放温度,并将所述聚合物颗粒材料干燥至预定的残余湿度值,
-调节装置(25),所述调节装置(25)用于调节所述干燥气体的流速,
-转化单元,所述转化单元定位在所述干燥料斗的下游,并且所述转化单元包括挤压机(101),从所述干燥料斗排放的所述聚合物颗粒材料在所述挤压机内变成熔融或半熔融状态,并通过旋转螺杆(104)沿着所述挤压机被输送,从而使所述聚合物颗粒材料被注射到模具(102)中或使所述聚合物颗粒材料穿过所述转化单元的挤压头,
-主传感器(110),所述主传感器(110)设置成测量所述转化单元的与所述挤压机内的所述旋转螺杆(104)的旋转相关的控制参数,
-控制单元(30),所述控制单元(30)至少连接至主传感器(110)和对所述干燥气体的流速进行调节的调节装置(25),并且所述控制单元(30)设置成根据由所述主传感器(110)测量的所述控制参数值来控制对所述干燥气体的流速进行调节的所述调节装置(25)。
8.根据权利要求7所述的处理设备,其中,所述主传感器(110)布置成测量施加至所述旋转螺杆的扭矩。
9.根据权利要求7所述的处理设备,其中,所述主传感器(110)设置成测量所述旋转螺杆的旋转速度。
10.根据权利要求7所述的处理设备,其中,所述主传感器(110)设置成测量所述旋转螺杆所消耗的功率。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240239020A1 (en) * 2021-05-11 2024-07-18 Pegaso Industries S.P.A. Drying installation for granular polymer material
IT202100031625A1 (it) * 2021-12-17 2023-06-17 Piovan Spa Apparato e Metodo di Riduzione dell’Odore
CN114986743A (zh) * 2022-06-07 2022-09-02 昆山旭曜包装制品有限公司 一种塑料颗粒的连续式干燥方法以及加工方法
IT202200016998A1 (it) * 2022-08-08 2024-02-08 Pegaso Ind S P A Impianto di essiccamento di materiale granulare polimerico e relativo processo di essiccamento
US20240263874A1 (en) * 2022-09-15 2024-08-08 Novatec, Inc. Systems and processes for drying granular materials

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1306635A1 (en) * 2001-10-25 2003-05-02 Piovan S.P.A. Device for optimizing systems for dehumidifying plastic granules
CN102455114A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 莫雷托股份有限公司 颗粒状材料的脱水方法和设备
CN108369063A (zh) * 2015-12-18 2018-08-03 百旺公司 控制用于减湿和/或干燥的装置的方法和系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2786123B1 (fr) * 1998-11-25 2001-02-09 Schmalbach Lubeca Procede et installation pour la fabrication d'une preforme, mettant en oeuvre des moyens de sechage perfectionnes, et recipient plastique obtenu a partir de la preforme
DE19902327A1 (de) 1999-01-21 2000-07-27 Mann & Hummel Protec Gmbh Verfahren zum Aufheizen von Schüttgütern, insbesondere Kunststoffgranulat
ITPD20040037A1 (it) * 2004-02-16 2004-05-16 Plastic Systems Srl Processo di deumidificazione e di iniezione e stampaggio di materie plastiche in granuli ed impianto predisposto per operare secondo tale processo
EP1827785B1 (de) * 2004-12-23 2013-09-25 ProTec Polymer Processing GmbH Verfahren zum trocknen von kunststoffgranulat
US20090057938A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-05 Husky Injection Molding Systems Ltd. Closed Loop Control for an Injection Unit
IT1402599B1 (it) * 2010-10-27 2013-09-13 Plastic Systems S P A Processo di deumidificazione di materia plastica in granuli ed impianto di deumidificazione operante secondo tale processo
DE202013008299U1 (de) * 2013-09-20 2013-10-10 Ferromatik Milacron Gmbh Spritzgießmaschine
US10571192B2 (en) * 2014-12-02 2020-02-25 Piovan S.P.A. Method and system for controlling and optimising a dehumidifying and/or drying process
IT201700066750A1 (it) * 2017-06-15 2018-12-15 Pegaso Ind S P A Processo di essiccamento di materiale granulare polimerico ed impianto operante secondo tale processo

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1306635A1 (en) * 2001-10-25 2003-05-02 Piovan S.P.A. Device for optimizing systems for dehumidifying plastic granules
CN102455114A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 莫雷托股份有限公司 颗粒状材料的脱水方法和设备
CN108369063A (zh) * 2015-12-18 2018-08-03 百旺公司 控制用于减湿和/或干燥的装置的方法和系统

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