CN1301213A - 加热成可流状态合成塑胶材料的流经一壳体的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用以控制通过一壳体(1)－特别是合成塑胶材料所用的一过滤器装置或一回动阀－之加热成可流状态的合成塑胶材料流动的装置,其包含与壳体(1)交会的一通流路径(2)及具有圆形剖面的一活塞(8),其可在壳体(1)的一孔(7)中纵向滑动式引导,对于通流路径(2)的纵向呈横向延伸。活塞(8)与通流路径(2)相交会。在壳体(1)之外,一无缝式刮环(23)置于延伸出壳体的一段活塞(19)上,该刮环(23)是由一制动部(25)固定的方式,使活塞(8)可相对于刮环(23)产生偏移位移。在最低温作业状况中,刮环(23)的内直径(d2)小于壳体(1)的孔(7)的直径(d0)、亦小于背向壳体(1)的活塞段(19)端部(21)的直径(d1)。刮环(23)一直以一偏压方式配合在活塞段(19)上,因此当活塞移出壳体(1)时,一直可靠地刮除了粘附至活塞(8)的泄漏材料。
Description
本发明涉及一种用以控制通过一壳体-特别是合成塑胶材料所用的一过滤器装置或一回动阀-之加热成可流状态的合成塑胶材料流动的装置，其包含与壳体交会之一通流路径及具有圆形剖面的一活塞，其可在壳体的一孔中纵向滑动式引导，而对于通流路径的纵向呈横向延伸。活塞与通流路径相交会。其中在壳体之外，一无缝式刮环是置于延伸出壳体的一段活塞上，且其中有一连接至壳体的一制动部可使活塞相对于刮环产生可偏移位移。
此类装置是以多种不同实施例表示，譬如，一实施例可为加热成塑化状态的热塑性合成塑胶材料所用的一过滤器装置，其中该活塞承载了通流路径内该装置的作业位置所配置的一过滤器，该过滤器将杂质与塑化合成塑胶材料相分离。另一项实施例是为合成塑胶材料流动所用的一回动装置。在所有实施例中，活塞的纵向位移影响到经过壳体的合成塑胶材料的流通。在一过滤器装置情形中，活塞的该偏移位移是将过滤器载入一筛网交换位置或载入一回流位置中，故可更换或清洁过滤器(譬如请见AT 395,825 B或EP 250,695 B)。在一回动装置情形中，活塞的偏移位移使得：导入壳体内的合成塑胶材料经由正常作业状态的另一出口离开壳体，否则譬如在一关闭闸阀的情形中，通过壳体的合成塑胶材料的流通是完全中断。在上述类型的装置中，当活塞在其纵向中位移时，虽然活塞是以非常窄的间隙引导于壳体内以尽量降低泄漏，仍无法避免合成塑胶材料离开壳体，在活塞位移期间不可避免地由壳体抽出的合成塑胶材料受到热度及空气中含有的氧气所分解，因此，累积在活塞周围的硬层构成了一种碳化物质，该物质实际已丧失其塑胶特征。刮环的目的为：在活塞相对于壳体作纵向位移时，从活塞刮除由泄漏材料构成的此硬层。
但是，调查发现已遭遇到下列困难：
自壳体伸出的活塞段未受热，因此在其未加热轴向长度上的温度约降低100℃，这表示由于对应其较低温的较低热膨胀，此活塞自壳体突出端部之直径根据其直径尺寸而比其余段减少几个0.1毫米。当活塞导入加热壳体内时，因此，由壳体边缘或刮环将燃烧后的层材料刮除成对应壳体孔径或刮环内径的程度。因此，在活塞较冷端上，仍保持因为较低热膨胀造成的此活塞端较小直径厚度所对应的一层此材料。活塞停留在壳体内期间，譬如在一过滤器装置内的过滤器作业位置中、或一回动器或类似物的正常位置中，此活塞段加热至壳体温度，并因此相应膨胀。因此，由焦化合成塑胶材料构成的活塞层受到压缩。这造成了一无法控制的障碍而再度使活塞端部位移至壳体外，故甚至可能阻塞到活塞并因此阻塞到整体装置。
本发明的目的为：克服这些困难、并改良上述类型装置使其功能更加可靠。本发明利用在最低温作业状态中时刮环内径小于壳体孔径、且亦小于背向壳体从壳体伸出的活塞段的端径之特征，来完成此工作，故刮环一直以机械偏压方式置于活塞段上。活塞上的刮环的这种坚固放置使：刮环一直以机械偏压方式位于活塞上，而与活塞承受温度所导致的膨胀或收缩无关。当然，这表示在刮环内可产生对应的拉力负荷，然而，替刮环选择适当材料并不难，尤其是依照热阻值作选择，故只要显然已知所发生的温度，即可产生有效的拉力负荷而不会发生破裂。
根据本发明，最好是刮环的内径是比壳体孔径小了0.12至0.15％。经由测试，已显示此范围适合大多数的应用。
必须根据现有情况来选择刮环置于活塞段上的偏压范围，一般来说，在本发明的范围中，刮环以1000至2000牛顿/平方厘米的一平均压力置于活塞上。
根据本发明的另一项实施例，在刮环与壳体之间具有一间隙，从活塞轴向测量时，该间隙为0至4毫米且受到一个制动部的限制。因此，零值，即不具间隙，是对低粘度塑胶作业的装置有效，譬如PET-预-单体(PET-pre-monomeres)或蜡质或类似物，对于此类塑胶，当活塞处于突出状况且在壳体内具有高质量压力时，亦存在材料泄漏的危险。因此，刮环以类似填料盒(stuffing box)之不具轴向间隙方式动作，但是，对于具有高粘度的塑胶，介于刮环与壳体之间的该间隙范围为适当的，且在此间隙区域中，当活塞移出壳体时，泄漏材料可发生自由逃脱。
附图中，利用示范性实施例来示意显示本发明的主题。
图1显示构成用于合成塑胶材料的过滤器装置的一种装置，在沿活塞轴的一段中对于刮环具有轴向间隙。图2在类似图1的一段中显示对于刮环的一种变型。图3在类似图1的一段中示意显示导出壳体的活塞及脱离活塞的刮环。图4在类似图1的一段中显示对于刮环不具有轴向间隙的一种变型。
在根据图1的过滤器装置中，壳体1具有可供可流物质过滤的一通流路径2，特别是由杂质清出以供回收的热塑性塑胶材料。待过滤材料以箭头3方向通过一流入开口4进入此通流路径2。滤液以箭头5方向流动并经由一流出开口6离开壳体1。在壳体1内与通流路径2的轴向相垂直延伸设有一孔7，该孔是与通流路径2相交。在此孔7内，具有圆形剖面的一活塞8，其以紧配合受引导而作纵向位移。一筛套9进入此活塞8中并包含一上游空间10供材料过滤之用，该空间比通流路径2具有一较大直径、且藉由一阶部11与一截锥形下游空间12流通连接，截锥形下游空间12导向通流路径2的下游段。在上游空间10与下游空间12之间，配置有一个用以分离所供应合成塑胶材料的杂质的过滤器13。此过滤器13包含一过滤层14，其可由设有细通口的一金属板所构成，选择这些通口的尺寸以留下待分离的杂质。利用与阶部11相接合的一支撑板15来加强此过滤层14。支撑板具有通道状开口16，其直径显著大于过滤层14的通口直径。
在壳体1的外表面上，配置有一电阻加热器17，藉此，该装置及其内流动的合成塑胶材料可保持所需的作业温度。
为了清洁或更换过滤器13，构成一筛网载体的活塞8在孔7形成的导部的轴向(双箭头18)中可滑动式位移。为此，提供了一未图示的驱动装置。活塞8的此轴向位移因此使得活塞8的一段19(图3)轴向长度至少有时突出壳体1、且因此未受到加热。因此，此段19具有小于壳体1内部的活塞8段的温度、或逐渐到达此较小温度。并且，活塞8的该轴向位移使得：特别是具有膜厚度的塑胶熔化物，由于不可避免的泄漏，导致从壳体1内部抽到外部，该塑胶材料至少部分留在延伸出壳体1外的活塞段19表面上。因为突出壳体1的活塞8段19暴露给空气中的氧气，位于其表面上的合成塑料材料熔化物受到分解并在短期内焦化(kokified)，因此，此物质失去其热塑胶性质并逐渐形成包围此活塞段19的一硬层。迄今为止，已认定当活塞8再度移入壳体1内时，利用壳体边缘20剪除此层，但事实上，当处理热塑性合成塑胶材料达到约100℃时，因为自壳体1突出的活塞8段19在其未受热而降温的长度上具有一显著的温度下降，故仅部分发生上述现象，这表示延伸出壳体1外的活塞段19的端部21(图3)因为热膨胀较小而具有比仍留在壳体1内的活塞8段直径小了几个0.1毫米的直径。因此，当活塞8再度移入壳体内时，在活塞8的较冷端部21上留有一层焦化(kokified)合成塑胶材料，该层厚度对应于各处该热膨胀的差异。但是，当活塞8已再度移入壳体1内之后，迄今活塞19的较冷段19加热至壳体1的温度，且因此相对应膨胀。因此，在活塞8周边上的焦化(kokified)塑胶层受到此活塞膨胀的压缩及密化，且阻止或避免该活塞8再移出壳体。
为了克服这些困难，一无缝式刮环23固定在朝向活塞8自由端21的壳体1的侧壁22，使其无法相对于壁22产生移动，或可仅在活塞8纵向位移时移动受限定。因此，此刮环23具有一刮除功能，以此刮除了活塞8移出壳体1外时附着于活塞8的塑胶层。为了在所有活塞8或其段19的温度状况中确保发生此作用，此刮环23以一偏压方式置于活塞8上，而涵盖了活塞8受温度影响的所有膨胀或收缩。已显示：使内径d2(图3)保持比壳体1的孔7径d0小了0.12至0.15％即已足够，其中活塞8受可滑动式引导，且该直径d0因此亦发生于壳体1边缘20处，刮环23的内径d2因此必然小于活塞8的延伸状态中活塞段19的最冷位置(前端21)的直径d1，因此，
d1=d0-(d0·α·Δt)其中d0具有上述意义，α为活塞8的膨胀系数，而Δt为前端部21与留在壳体1内的活塞8段之间的温度差。如图3所示，此较小直径d1导致前端部21相对于边缘20的一间隙s，其中：
s=(d0-d1)/2因此，刮环23与待剪除的活塞8段19之间的压力应适当保持介于于1000与2000牛顿/平方厘米之间，因此，应可观察到刮环23内所发生的拉力负荷不应超过刮环23所用材料的可容许高温稳定度。
刮环23可以不可移动式固定至壳体1的侧壁22，譬如藉由一螺纹连接23(图4)。则刮环以类似填料盒方式在壳体1上产生位移。此构造适合具有低粘度的塑胶，譬如PET-预-单体或蜡质。但是对于具有高粘度的塑胶，则对刮环23提供一间隙将更为有利，使其可相对于壳体1沿活塞8轴向移动。可由根据图1及图2的实施例观察到：此间隙受限于由螺纹连接24固定的一制动部25。业已证明间隙最好为最高达4毫米，此间隙26可使泄漏材料在活塞8移出壳体1时，沿箭头27方向经边缘20处壳体1与活塞8之间难以避免的不紧密处泄出，根据图2的实施例可使得：藉由刮环23的一倒棱28，特别是若该装置的配置方式使活塞8纵轴垂直延伸故可使泄漏材料往下流走，则可使细泄漏材料更佳地流走。
刮环23在活塞8上的坚固配合的结果如上述为：当活塞8移出壳体1时，刮环23从活塞表面刮除了附着于活塞8的泄漏材料。因此，邻近壳体1的刮环23的中央开口30(图3)边缘29首先变得有效。当活塞8缩回时，即当其再度移入壳体1中时，利用背向壳体1的刮环23的开口30边缘31刮除可能还留在活塞周边的材料。
该装置不限于过滤器装置。因此，活塞8譬如可为关闭装置，其中藉由活塞8的轴向位移使通流路径2关闭。其一种变形是在活塞8内部设置通道，使得在活塞8的正常作业位置中，处理材料可无障碍地经过通流路径2，但在相对壳体1产生轴向位移的活塞8的另一作业位置中，该材料经由流入开口4而进入壳体中，但经由另一个开口即流出开口6离开壳体1，其中藉由活塞8内部的这些通道，产生对应的材料旁通。
Claims (4)
1．一种用以控制通过一壳体(1)-特别是合成塑胶材料所用的一过滤器装置或一回动阀-之加热成可流状态的合成塑胶材料流动的装置，其包含与壳体(1)交会的一通流路径(2)及具有圆形剖面的一活塞(8)，其可在壳体(1)的一孔(7)中纵向滑动式引导，对于通流路径(2)的纵向呈横向延伸，该活塞(8)与通流路径(2)相交会，其中在壳体(1)之外，一无缝式刮环(23)置于延伸出壳体的一段(19)活塞(8)上，且其中有一连接至该壳体(1)的一制动部(25)可使活塞(8)相对于刮环(23)产生可偏移位移，其特征在于：在最低温作业状况中，该刮环(23)的内直径(d2)小于该壳体(1)的孔(7)的直径(d0)、亦小于背向该壳体(1)并延伸之活塞段(19)端部(21)的直径(d1)，使得该刮环(23)一直以一机械偏压方式置于该活塞段(19)上。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于该刮环(23)的内径(d2)比该壳体(1)的孔(7)的直径(d0)小了0.12至0.15％。
3．如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：该刮环(23)以1000至2000牛顿/平方厘米的一平均压力置于该活塞(8)上。
4．如权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于：在该刮环(23)与该壳体(1)之间具有一间隙(26)，当沿该活塞(8)的轴向测量时，该间隙为0至4毫米、且受到制动部(25)所限制。
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