FI84989C

FI84989C - Device for feeding plastic raw material

Info

Publication number: FI84989C
Application number: FI895008A
Authority: FI
Inventors: Timo Niemi; Jukka Laakso; Toivo Kaernae; Martti Luukka
Original assignee: Neste Oy
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1992-02-25
Also published as: FI84989B; WO1991005646A1; FI895008A0

Description

84989 ^ Laite muoviraaka-aineiden syöttämiseksi Anordning för inmatning av plastramaterial 584989 ^ Device for feeding plastic raw materials Anordning för inmatning av plastramaterial 5

Keksinnön kohteena on laite muoviraaka-aineiden syöttämiseksi sekoit-timeen, joka syöttölaite on järjestetty syöttämään muoviraaka-aineen sekoittimeen määrätyn suuruisina annoksina.The invention relates to a device for feeding plastic raw materials to a mixer, which feeding device is arranged to feed the plastic raw material to the mixer in predetermined doses.

1010

Keksinnön mukainen laite soveltuu erityisesti käytettäväksi sellaisten sekoltinten yhteydessä, joissa sekoitetaan arkoja, esim. ilman ja lämmön vaikutuksesta helposti hajoavia muoviraaka-aineita. Erityisen hyvin keksinnön mukainen laite soveltuu käytettäväksi polytiofeenin ja 15 muiden johdepolymeerien yhteydessä.The device according to the invention is particularly suitable for use in connection with mixers in which sensitive, e.g. plastic raw materials which are easily decomposed by air and heat are mixed. The device according to the invention is particularly well suited for use with polythiophene and other conductive polymers.

Erillisiä syöttölaitteita muoviraaka-aineiden syöttämiseksi sekoittimeen tai sekoittimena toimivaan ekstruuderiin tunnetaan ennestään mm. patenttijulkaisuista FI 69 421, GB 2 098 876 ja DE 3 438 130. Näiden laittei-20 den tarkoitus on annostella tarkasti ja määräsuhteessa useampaa muoviraaka-ainetta sekoittimeen.Separate feeding devices for feeding plastic raw materials to a mixer or an extruder acting as a mixer are already known e.g. from patent publications FI 69 421, GB 2 098 876 and DE 3 438 130. The purpose of these devices is to dispense several plastic raw materials accurately and proportionally into the mixer.

Inertin kaasun käyttäminen muoviraaka-aineiden suojana on sinänsä tunnettua ja esim. patenttijulkaisussa GB 2 198 685 on esitetty muovia 25 sisältävän varastosäiliön sisällön huuhteleminen lnertillä kaasulla.The use of an inert gas for the protection of plastic raw materials is known per se and, for example, GB 2 198 685 discloses flushing the contents of a storage container containing plastic 25 with an inert gas.

Myös mäntämäisiä syöttölaitteita tunnetaan ennestään esim. patenttijulkaisusta EP 148 327.Reciprocating feeders are also known from, for example, EP 148 327.

Aikaisemmin ei kuitenkaan ole esitetty laitetta, jolla voisi syöttää 30 sekoittimeen arkaa, reaktiivista muoviraaka-ainetta. Olemassa oleviin syöttölaitteisiin ei myöskään voida helposti yhdistää sekoittimen jäähdytystä. Erityisesti johdepolymeerejä sekoitettaessa olisi tarkoituksenmukaista olla olemassa laite, jossa voisi sekoitinta syötettäessä lisätä muoviraaka-aineen joukkoon douppausaineen.However, no device has previously been disclosed for feeding sensitive, reactive plastic raw material to a mixer. It is also not easy to combine mixer cooling with existing feeders. In particular, when mixing conductive polymers, it would be expedient to have a device in which a dopant could be added to the plastic raw material when the mixer is fed.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan laite arkojen ja helposti hapettuvien muoviraaka-aineiden lisäämiseksi sekoittimeen 35 2 84989 Ί syöttölaitteen avulla. Tämän toteuttamiseksi on keksinnön mukaiselle laitteelle pääasiassa tunnusomaista, että syöttölaite on varustettu syöttöputkella sekä syöttöputken sisällä liikkuvalla mäntälaitteella, jolloin mainitut syöttöputki ja mäntälaite yhdessä rajoittavat annos-5 telutilan muoviraaka-aineelle, joka annosteluilla on kanavan kautta yhteydessä sekoittimessa olevaan sekoitustilaan.It is an object of the present invention to provide an apparatus for adding sensitive and easily oxidizable plastic raw materials to a mixer by means of a feed device. To achieve this, the device according to the invention is mainly characterized in that the feed device is provided with a feed pipe and a piston device moving inside the feed pipe, said feed pipe and piston device together delimiting the dosing space for plastic raw material connected to the mixing space in the mixer.

Keksinnön edut ja ominaispiirteet käyvät ilmi keksinnön erästä suoritusmuotoa esittävistä piirustuksen kuvioista sekä niihin liittyvistä 10 keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta.The advantages and features of the invention will become apparent from the drawing figures of an embodiment of the invention and the related detailed description of the invention.

Kuvio 1 esittää sivulta otettua pystysuuntaista leikkauskuvaa keksinnön mukaisesta laitteesta.Figure 1 shows a side vertical sectional view of a device according to the invention.

15 Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista laitetta kaaviomaisesti päädystä katsottuna.Figure 2 shows a schematic end view of a device according to the invention.

Kuvio 3 esittää leikkauskuvaa syöttöputken irrotettavasta osasta täyttö-vaiheen aikana.Figure 3 shows a sectional view of a removable part of the supply pipe during the filling step.

2020

Kuvio 4 esittää leikkauskuvaa syöttöputken irrotettavasta osasta siirto-vaiheen aikana.Figure 4 shows a sectional view of a removable part of the supply pipe during the transfer phase.

Kuvio 5 esittää kuviota 1 vastaavaa leikkauskuvaa keksinnön mukaisesta 25 syöttölaitteesta syöttövaiheen alussa.Fig. 5 shows a sectional view corresponding to Fig. 1 of a feeding device 25 according to the invention at the beginning of the feeding step.

Kuvio 6 on kuviota 5 vastaava esitys keksinnön mukaisesta syöttölaitteesta syöttövaiheen aikana.Fig. 6 is a view corresponding to Fig. 5 of a feeding device according to the invention during the feeding phase.

30 Kuvio 7 on kuvioita 5 ja 6 vastaava esitys keksinnön mukaisesta syöttölaitteesta syöttövaiheen lopussa.Fig. 7 is a view corresponding to Figs. 5 and 6 of a feeding device according to the invention at the end of the feeding step.

Piirustuksen kuvioissa on keksinnön mukaista syöttölaitetta merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Syöttölaite 10 käsittää syöttölaitteen run-35 gon 11, johon on muodostettu läpimenevä aukko 12 sekä mainittuun aukkoon 12 nähden poikittaissuuntainen kanava 13. Lisäksi syöttölaitteeseen 10 kuuluu purlstlnosa 15, jolla puristusmekanismln 16 välityksellä liiku- li 3 84989 1 tetaan luistia 14 syöttölaitteen rungossa 11 olevassa kanavassa 13. Syöttölaitteeseen 10 kuuluu lisäksi syöttöputki, jotka piirustuksen kuvioiden mukaisessa suoritusmuodossa on kaksiosainen siten, että se käsittää ensimmäisen eli irrotettavan osan 17 sekä toisen eli kiinteän 5 osan 18. Syöttöputken ensimmäinen osa 17 ja toinen osa 18 on sovitettu syöttölaitteen rungossa 11 olevaan aukkoon 12 siten, että toinen osa 18 on kiinnitetty syöttölaitteen runkoon 11 kiinteästi laipalla 28 ja ensimmäinen osa 17 on asennettu runkoon 11 siten, että laippa 27 nojaa vasten runkoa 11, mutta ensimmäinen osa 17 on syöttölaitteen rungosta 11 kuiten-10 kin irrotettavissa.In the figures of the drawing, the feeding device according to the invention is generally indicated by reference numeral 10. The feeding device 10 comprises a feeding device run-11 11 with a through-opening 12 and a channel 13 transverse to said opening 12. In addition, the feeding device 10 comprises a pressing part 15 with a pressing mechanism. 3 84989 1 slides 14 are provided in a channel 13 in the body 11 of the feeder. The feeder 10 further comprises a feed tube which, in the embodiment shown in the figures of the drawing, is in two parts comprising a first or removable part 17 and a second or fixed part 18. The first part 17 and the part 18 is fitted in the opening 12 in the feeder body 11 so that the second part 18 is fixedly fixed to the feeder body 11 by a flange 28 and the first part 17 is mounted in the body 11 so that the flange 27 rests against the body 11, but e however, the first part 17 is detachable from the feeder body 11.

Syöttöputken 17,18 sisään on liikkuvasti sovitettu mäntälaite, joka käsittää ensimmäisen männän 19, toisen männän 20 sekä männät 19,20 toisiinsa liittävän yhdystangon 21, joka pitää männät 19,20 toisistaan 15 määrätyn etäisyyden päässä. Mainitut männät 19,20 rajoittavat yhdessä syöttöputken 17,18 seinämien kanssa annostelutilan 22, jonka suuruus on vakio, koska männät 19,20 on kytketty toisiinsa edellä kuvatulla tavalla yhdystangolla 21. Syöttöputken kiinteän osan 18 kartiomaiseen päätyyn 23 on järjestetty huuhteluaukko 24, jonka kautta syöttöputki 20 ja annostelutila 22 ja/tai muoviraaka-aine on huuhdeltavissa inertillä kaasulla. Syöttölaite 10 on asennettu alustalle 30, jonka alapuolelle on tässä suoritusmuodossa asennettu sekoitin 31, johon syöttölaitteen runkoon 11 muodostettu kanava 13 johtaa kuvioiden suoritusmuodossa siten, että kanavan päätyosa 25 sijaitsee alustan 30 alapuolella.Inside the supply pipe 17,18, a piston device is movably arranged, comprising a first piston 19, a second piston 20 and a connecting rod 21 connecting the pistons 19, 20, which keeps the pistons 19, 20 at a certain distance from each other. Said pistons 19,20, together with the walls of the supply pipe 17, 18, delimit a dispensing space 22 of a constant size, since the pistons 19,20 are connected to each other by a connecting rod 21 as described above. A flushing opening 24 is provided at the conical end 23 20 and the dosing space 22 and / or the plastic raw material can be purged with an inert gas. The feeder 10 is mounted on a base 30, below which in this embodiment a mixer 31 is mounted, into which the channel 13 formed in the feeder body 11 leads in the embodiment of the figures so that the end portion 25 of the channel is located below the base 30.

25 Edelleen on syöttölaite 10 varustettu käyttölaitteella 32, jolla mäntälaitetta 19,20,21 voidaan liikuttaa syöttöputken 17,18 sisällä.Furthermore, the feed device 10 is provided with a drive device 32 with which the piston device 19, 20, 21 can be moved inside the supply pipe 17, 18.

Kuviossa 2 on syöttölaite 10 esitetty kaaviomaisesti päädystä katsottuna ja mainitusta kuviosta käy ilmi, että syöttölaite 10 on lisäksi va-30 rustettu jäähdytysnesteen kierrolla. Tätä varten on syöttölaitteen runkoon 11 muodostettu jäähdytysnesteen syöttöaukko 40 sekä jäähdytysnesteen poistoaukko 41, joita yhdistää toisiinsa syöttölaitteen runkoon 11 muodostettu jäähdytyskanava 44. Edelleen on syöttölaite 10 varustettu syöttöaukolla 42, joka on kanavan 43 välityksellä yhteydessä kanavaan 35 13, joka kuviossa 2 on merkitty täysin kaaviomaisesti. Syöttöaukon 42 ja kanavan 43 kautta voidaan sekoittimeen tarvittaessa lisätä inerttiä kaasua ja/tai douppausainetta.Fig. 2 is a schematic end view of the supply device 10, and it is clear from said figure that the supply device 10 is further provided with a coolant circuit. To this end, a coolant supply opening 40 and a coolant outlet 41 are formed in the feeder body 11, which are connected to each other by a cooling passage 44 formed in the feeder body 11. The feeder 10 is further provided with a feed opening 42 connected to a passage 35 13 in FIG. . If necessary, an inert gas and / or a dopant can be added to the mixer via the inlet 42 and the channel 43.

4 849894,84989

Kuviossa 3 on kaavlomaisesti esitetty syöttölaitteen 10 "lataaminen". Tätä varten on syöttöputken ensimmäinen osa 17 Irrotettu syöttölaitteen rungosta 11 siten, että mäntälaite 19,20,21 otetaan syöttölaitteesta pois syöttölaitteen ensimmäisen osan 17 mukana. Tämän jälkeen syöttö· 5 putken ensimäisen osan 17 päähän sovitetaan esim. kuvion 3 mukainen syöttösuppilo 45 siten, että mainitun syöttösuppilon 45 kaulus nojaa vasten laippaa 27. Tämän jälkeen mäntälaitetta 19,20,21 siirretään syöttöputken ensimmäisessä osassa 17 siten, että mäntälaitteen toinen mäntä 20 siirtyy ulos syöttöputken ensimmäisestä osasta 17 syöttösuppi-10 lon 45 sisään. Muoviraaka-aine kaadetaan tällöin syöttösuppiloon 45, jolloin se valuu syöttöputken ensimmäisen osan 17 sisään mäntälaitteen ensimmäisen männän 19 päälle. Kun mäntälaite 19,20,21 vedetään tämän jälkeen kokonaan syöttöputken ensimmäisen osan 17 sisään, mäntälaitteen mäntien 19,20 ja syöttöputken seinämien rajoittama annostelutila 22 on 15 täynnä muoviraaka-ainetta. Kuvion 3 mukainen täyttövaihe voidaan tarvittaessa suorittaa suojakaasun alaisena esim. vetokaapissa.Figure 3 schematically shows the "loading" of the feeder 10. To this end, the first part 17 of the supply pipe is detached from the body 11 of the feeder so that the piston device 19, 20, 21 is taken out of the feeder together with the first part 17 of the feeder. The feed · 5 is then fitted to the end of the first part 17 of the tube, e.g. the hopper 45 according to Fig. 3, so that the collar of said hopper 45 rests against the flange 27. The piston device 19,20,21 is then moved in the first part 17 of the feed tube moves out of the first part 17 of the feed pipe into the feed hopper 10 lon 45. The plastic raw material is then poured into the hopper 45, whereby it flows into the first part 17 of the supply pipe on the first piston 19 of the piston device. When the piston device 19,20,21 is then completely retracted into the first part 17 of the supply pipe, the dispensing space 22 delimited by the pistons 19,20 of the piston device and the walls of the supply pipe 15 is filled with plastic raw material. If necessary, the filling step according to Figure 3 can be carried out under a protective gas, e.g. in a fume cupboard.

Kuviossa 4 on esitetty seuraava vaihe, jossa mäntälaite 19,20,21 on kokonaisuudessaan siirretty syöttöputken ensimmäisen osan 17 sisään 20 annostelutilan 22 ollessa täynnä muoviraaka-ainetta. Tällöin voidaan syöttöputken ensimmäinen irrotettava osa 17 siirtää vetokaapista syöttölaitteen 10 yhteyteen ja sovittaa paikalleen syöttölaitteen rungossa 11 olevaan aukkoon 12. Koska mäntälaitteen männät 19 ja 20 ovat tiivistetysti vasten syöttöputken ensimmäisen osan 17 seinämiä, on annos-25 telutilassa 22 oleva muoviraaka-aine suojassa ilma-atmosfäärin vaikutukselta. Siirron aikana ei syöttöputken ensimmäinen osa 17 näin ollen tarvitse muuta suojausta.Fig. 4 shows the next step in which the piston device 19, 20, 21 has been completely moved inside the first part 17 of the supply pipe 20 with the dispensing space 22 filled with plastic raw material. In this case, the first detachable part 17 of the supply pipe can be moved from the fume cupboard to the supply device 10 and fitted into the opening 12 in the supply device body 11. Since the pistons 19 and 20 of the piston device are sealed against the walls of the first supply part 17, the plastic under the influence of the atmosphere. During the transfer, the first part 17 of the supply pipe thus does not need any other protection.

Kuviossa 5 on esitetty tilanne, jossa syöttöputken irrotettava osa 17 30 on sovitettu paikalleen syöttölaitteen rungossa 11 olevaan aukkoon 12 ja kiinnitetty sopivalla tavalla syöttölaitteen runkoon 11. Muoviraaka-aine on kuvion 5 mukaisesti tällöin vielä annostelutilassa 22 syöttö-putken irrotettavan osan 17 sisällä. Kuviossa 6 on käyttölaitteella 32 mäntälaitetta 19,20,21 siirretty siten, että mäntälaitteen toinen 35 mäntä 20 on siirtynyt syöttöputken toisen osan 18 eli kiinteän osan sisään mäntälaitteen ensimmäisen männän 19 ollessa edelleen syöttö-Fig. 5 shows a situation in which the detachable part 17 30 of the supply pipe is arranged in place in the opening 12 in the feeder body 11 and suitably attached to the feeder body 11. According to Fig. 5, the plastic raw material is still in the dispensing space 22 inside the detachable part 17. In Fig. 6, the actuator 32 has moved the piston device 19, 20, 21 so that the second piston 20 of the piston device 35 has moved inside the second part 18 of the supply pipe, i.e. the fixed part, while the first piston 19 of the piston device is still

IIII

5 84989 ^ putken ensimmäisen osan 17 eli irrotettavan osan sisällä. Annostelu-tila 22 on tällöin yhteydessä kanavaan 13 ja mainitun kanavan kautta edelleen sekoittimeen 31. Tässä tilanteessa muoviraaka-aine valuu annostelutilasta 22 kanavan 13 sekoittimeen. Syöttölaitteen 10 mitoi-5 tus on sellainen, että mäntälaitteen 19,20,21 toisen männän 20 ollessa työntyneenä syöttöputken kiinteän osan IS sisään ääriasentoonsa, on tilanne juuri kuvion 6 mukainen, eli mäntälaitteen ensimmäisen männän 19 annostelutilaan 22 päin oleva pinta on kanavan 13 reunan kohdalla, jolloin annostelutilan 22 tyhjentyminen on varmistettu.5 84989 ^ inside the first part 17 of the tube, i.e. the detachable part. The dosing space 22 is then in communication with the channel 13 and further through said channel to the mixer 31. In this situation, the plastic raw material flows from the dosing space 22 to the channel 13 mixer. The dimensioning of the supply device 10 is such that with the second piston 20 of the piston device 19,20,21 protruding into the fixed part IS of the supply pipe in its extreme position, the situation is exactly as shown in Fig. 6, i.e. the surface of the first piston 19 facing the dispensing space 22 , whereby the emptying of the dosing space 22 is ensured.

1010

Kuviossa 7 on esitetty tilanne syöttövaiheen lopussa, jolloin käyttölaitteella 32 on mäntälaite 19,20,21 siirretty pois syöttöputken toisen osan 18 eli kiinteän osan sisältä siten, että myös mäntälaitteen toinen mäntä 20 on siirtynyt kanavan 13 ohi syöttöputken ensimmäisen osan 15 17 eli irrotettavan osan sisään. Tässä tilanteessa syöttölaitteen pu- ristinosan 15 luisti 14 liikkuu kanavassa 13 kohti sekoltinta 31 ja purlstinosan puristusmekanismi 16 puristaa luistin 14 avulla muoviraaka-aineen sekoittimen 31 sisään. Kuviossa 7 on luisti 14 esitetty ala-asennossaan siten, että se on siirtynyt koko kanavan 13 läpi kana-20 van päätyosaan 25. Purlstinosan puristusmekanismi 16 voi edullisesti muodostua ruuvista, jota kiertämällä luisti 14 laskeutuu kanavassa 13 ja puristaa muoviraaka-aineen sekoittimeen 31.Fig. 7 shows the situation at the end of the feeding stage, in which the drive device 32 has moved the piston device 19,20,21 away from the second part 18 of the supply pipe 18, i.e. the fixed part, so that the second piston 20 of the piston device has also moved past the channel 13 . In this situation, the slide 14 of the press section 15 of the feeder moves in the channel 13 towards the mixer 31, and the pressing mechanism 16 of the press section presses the plastic raw material inside the mixer 31 by means of the slide 14. In Fig. 7, the slide 14 is shown in its lower position so as to have passed through the entire channel 13 to the end portion 25 of the channel 20. The press mechanism 16 of the sprayer may advantageously consist of a screw which lowers the slide 14 in the channel 13 and compresses the plastic raw material into the mixer 31

Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti oheisen piirustuk-25 sen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen toteuttamisesimerkkiin viittaamalla. Tällä el kuitenkaan haluta rajoittaa keksintöä pelkästään kuvioissa esitettyä esimerkkiä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention has been described above by way of example with reference to an embodiment of the invention shown in the figures of the accompanying drawing. However, it is not intended to limit the invention to the example shown in the figures, but many modifications are possible within the scope of the inventive idea defined by the appended claims.

30 3530 35

Claims

1. Apparatus for feeding plastic raw material to a mixing means, the feeding device (10) being arranged to feed the plastic raw material 5 to the mixing means (31) in portions of a defined size, it can be noted that the feeding device (10) is provided with a feeding tube (17). , 18) and a piston device (19,20,21) moving within the feed tube, said feed tube (17,18) and the piston arrangement (19,20,21) jointly limiting a dosing space (22) for the plastic material, which the dosing space (22) communicates with the mixing space in the mixing means (31) via a channel (13).

2. Device according to claim 1, characterized in that the piston device (19,20,21) consists of a first piston (19) and a second piston (20) which are rigidly attached to each other in such a manner that said first piston ( 19) and other pistons (20) between them restrict said dosing space (22), wherein the dosing space (22) is arranged to move with said piston device (19,20,21) inside the feeding tube (17,18) with stationary volume. 20

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the channel (13) communicating with the mixing space of the mixing means (31) is transverse in relation to the direction of movement of the dosing space (22). ... 25

Device according to any of the preceding claims, characterized in that the supply pipe (17, 18) is divided in such a way that it comprises a second part (18) stationarily attached to the feeding device (10) and a first part (17). ) which is releasably attached to the feeder (10), which first part (17) can be released together with the plunger (19, 20, 21) from the feeder (10) to fill the dosing space (22).

Device according to any preceding claim, characterized in that in the channel (13) there is a movably arranged slide (14) which is caused by the mediation of a pressing mechanism (16) to move towards the mixing means (31) for pressing the plastic material into the mixing space of the mixing means (31).

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the dosing space (22) is arranged to be filled so that the piston device (19,20,21) and the first part (17) of the feeding tube are detached from the feeding device (10) in a protective gas gaseous chamber, wherein the first portion (17) of the feeding tube and the dosing space (22) are arranged to be fixedly attached to the feeding device (10) so that the dosing space (22) is filled with plastic material. .

Device according to any of the preceding claims, characterized in that the feeding device Ar is provided with a rinsing opening (24) or the equivalent for rinsing the plastic frame and / or the dosing space (22) with inert gas.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the feeding device Ar is provided with a feeding opening (42) in communication with the channel (13) and a channel (43) for adding doping material in the mixing means (31). ).

9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the feeding device

(10) Are formed as a fixed part of the mixing means (31). 25