JP2008524553A - 遠心ペレット乾燥機スクリーン - Google Patents

Abstract

ポリマーペレット及び微小ペレットを乾燥するように特に適合された遠心ペレット乾燥機スクリーン（５４０）は、外部すなわち外側支持スクリーン（５４２）と、不規則又は粗い面の内側スクリーン（５４６）と、外側支持スクリーンと内側スクリーンの間に挟まれたオプションの中間スクリーン（５４４）とからなる。スクリーン層は緊密に接触し、多層スクリーンアセンブリは乾燥機内に存在する乾燥機ペレット及び微小ペレットを生成する。乾燥機スクリーンの閉塞及びペレット又は微小ペレットの帯化が著しく減少する。

Description

本特許出願は、本出願と同じ出願人によって所有される２００４年１２月２１日出願の米国特許出願第１１／０１７，２１６号の一部継続出願である。
本発明は、一般に、アンダーウォーター、ストランド、ウォーターリング、または類似のペレタイザーによって形成されて水とペレットスラリーとして乾燥機中に入るペレットを乾燥するための遠心ペレット乾燥機に組み込まれたスクリーンに関する。さらに詳細には、本発明は、ポリマーペレットおよび微小ペレットを乾燥するのに特に有用な遠心ペレット乾燥機および乾燥機スクリーンに関する。

本発明の乾燥機スクリーンは、外部もしくは外側支持スクリーンもしくはプレート、任意選択的な中間スクリーン（単数または複数）、および内側スクリーンを含む。外側支持プレート、中間および内部スクリーンは密接に接触する。スクリーンは遠心ペレット乾燥機中に支持され、本出願と共通の所有者による、米国特許第４，４４７，３２５号、（１９８４年５月８日）、第５，２６５，３４７号（１９９３年１１月３０日）、第６，２３７，２４４号（２００１年５月２９日）、および第６，７３９，４５７号（２００４年５月２５日）に開示されたものと同様に機能する。これらの米国特許は、参照によって完全に記載されているかのように本願に明らかに組み込まれる。

地中油の濾過、石炭の精製、振動装置における使用のため、および特に微粒子除去のためのスクリーン、特に多層スクリーンの使用について多数言及されてきた。複数のスクリーン層の配置は、スクリーンの洗浄を容易にするため、特にスクリーンの中間層から微粒子を回収可能に捕捉するため、およびスクリーンを通過する濾過物または流体中の粒子レベルを制御するために用いられた。

メッシュ式スクリーンまたは穿孔プレート式スクリーンを用いる従来技術の遠心ペレット乾燥機は、乾燥されるペレットが微小ペレットよりもかなり大きな直径を有するとき、効率的に動作する。一般的な従来技術のスクリーンは、一般に円形孔または溝状孔のいずれかを有する円筒状スクリーンシートまたはプレートの形の自立型単一シートである。スクリーンシートまたはプレートは、一般的に平坦な状態で穿孔され、次いで円筒状スクリーンの形状に巻かれる。

直径０．０７５インチ（１．９ｍｍ）の丸孔を有する従来の乾燥機スクリーンの１つの一般的な実施形態は、自立型を保ちながら、５０％の開口面積を生成した。金属シートをパンチすることによって類似の孔を形成する努力は、孔を形成するパンチが破壊するという結果に終わった。良好にパンチできる最小孔直径の穴は、一般に０．０６２インチ（１／１６インチ）であるが、そのような小さなパンチの使用は、開口面積を５０％以下に低減させる。また、それらの従来技術の既知のスクリーンは、目詰まりを起こす傾向があり、本質的に平滑な内部表面を形成して、スクリーンの内部に流入するペレットに対して非常に僅かな引き上げしか行わない。平滑な表面は、乾燥機中の駆動回転子の傾斜翼の作用の下で、ペレットを軸方向上方および径方向に動かすのではなく、円形路状に動かし、または帯状にする。

本明細書を通して用いられる用語「開口面積」は、そこを通って水、湿気、または空気が流れるために開口しているスクリーンの面積であると定義される。

例えば、アンダーウォーター、ウォーターリング、ストランド、または熱面を含むペレタイザーにおいて形成されるポリマー微小ペレットの乾燥に用いられる従来技術の既知のスクリーンがある。ポリマー微小ペレットは非常に小さな熱可塑性または他のポリマーペレットであり、一般的に０．０５０インチ（１．３ｍｍ）未満の直径または外側寸法を有する。それらの微少ペレットを乾燥するための既知のスクリーンにおいて、シートまたはプレートは、その中にレーザー切断などによって形成された孔を備えて円筒形状に形成される。しかし、レーザー穿孔によって非常に平滑な内部表面がもたらされ、したがって、ペレットがその中で上方へ動かずにスクリーンの内部周囲を単に回転し、それによって、スクリーン孔または穿孔がペレットで目詰まりを起こす傾向が増加するという、ペレットの問題が悪化する。

従来技術のポリマー微小ペレットスクリーンに２２ゲージスクリーンなどの丸孔が用いられるとき、孔は直径約０．４０ｍｍであることが好ましく、残る開口面積は僅かに約８．５％しかない。溝状孔が用いられるとき、２２ゲージスクリーンは一般的に高さ０．４０ｍｍと長さ４ｍｍの溝で形成され、約１４％の開口面積をもたらす。しかし、溝状孔を備えるスクリーンは遠心乾燥機の使用中に亀裂または断裂を生じ易い。

既知の従来技術のスクリーンを用いる遠心乾燥機中のポリマー微小ペレットの乾燥は、非常に困難になってきた。ポリマー微小ペレットは、特に内側表面が平滑であり、または中断が無いとき、円筒状スクリーンの内側表面周囲で帯になる傾向があるので、微小ペレットは単にスクリーンの内側周囲を循環してスクリーン孔の目詰まりを起こし、乾燥機回転子の回転に伴って軸方向上方へ動かない。微小ペレットはさらに多くのペレットを乾燥機注入口へ強制的に導入することによってのみ上方へ動く。その結果、これまで、従来技術のスクリーンを備える遠心ペレット乾燥機はポリマー微小ペレットの乾燥には一般に効率的ではなかった。したがって、帯化（banding）と目詰まりの問題を克服し、遠心乾燥機中のポリマー微小ペレットの効率的な乾燥を提供する遠心乾燥機スクリーンが必要である。

本発明に関連のある追加の従来の米国特許および米国公開特許は以下のとおりである。
米国再発行特許第２８，４７０号、１９７５年７月８日 米国特許第４，１２６，５６０号、１９７８年１１月２１日 米国特許第４，２９０，８８９号、１９８１年９月２２日 米国特許第４，２９３，４１４号、１９８１年１０月６日 米国特許第４，２９５，９１８号、１９８１年１０月２０日 米国特許第５，０７６，８７５号、１９９１年１２月３１日 米国特許第５，１４５，７２９号、１９９２年９月８日 米国特許第５，１８２，００８号、１９９３年１月２６日 米国特許第５，４１１，０８４号、１９９５年５月２日 米国特許第５，９１５，５６６号、１９９９年６月２９日 米国特許第６，５１０，９４７号、２００３年１月２９日 米国特許第６，５１４，４０８号、２００３年２月４日 米国特許第６，５７３，３１４号、２００３年６月３日 米国特許第６，７１５，３００号、２００４年４月６日 米国特許第６，８９４，１０９号、２００５年５月１７日 米国公開公報第２００４００４４１１１号、２００４年３月４日 米国公開公報第２００５０１２６７７９号、２００５年６月１６日

本発明によって製造された乾燥機スクリーンは、円筒状の外側支持スクリーンと不規則な表面を有する内側スクリーンを含む２層以上の乾燥機スクリーンを備える。中間スクリーン（単数または複数）は、用途に応じて、内側スクリーンと外側支持スクリーンの間に挟むことができる。

外側支持スクリーンは一般的にプラスチック、ワイヤ補強プラスチックで作られた有孔膜、あるいは成型または鋳造され、その中に孔を形成するためにパンチング、レーザー切断などによって刺孔（pierced）もしくは穿孔された金属シートであり、孔は円形、四角形、三角形、六角形、八角形、または同様に適切で有効な幾何形状とすることができる。

あるいは、外側の有孔膜はプラスチック、ワイヤ補強プラスチック、または金属ワイヤの、円形、四角形、三角形、楔形状、六角形または同様の複数寸法の幾何形状の棒もしくはロッドの構造的組み立て体とすることができる。これらの構成要素は上述と同様または異なる幾何形状で格子状に相互に織られ、または互いに接着され、熱接合、化学的接合、抵抗溶接、焼結、拡散接合（diffusion bonding）、または当業者にとって既知の任意の適切な類似の組み立て技術によってスクリーン構造が形成される。

好ましくは、外側支持スクリーンの厚さは１８ゲージ（約０．０５インチ）から２２ゲージ（約０．０３１２インチ）、最も好ましくは約２０ゲージ（０．０３７５インチ）である。ステンレス鋼シート材料は本発明にとって最も適切であることが判明した。好ましくは、孔または開口部は少なくとも直径０．０７５インチのサイズの孔を有する円形穿孔である。外側支持スクリーンの開口面積は、少なくとも約３０％、好ましくは約５０％以上でなければならない。

内側スクリーンおよび任意選択的な中間スクリーン（単数または複数）は、外側支持スクリーンについて上述した構造を有し、上述した任意の技術によって作られることができる。個々のスクリーンの構造および組成物は同様であるかまたは異なることができ、開口％は同じであるか異なることができ、すなわち、流体、空気、およびより小さな直径の材料がスクリーンの部分を通って妨害されずに通過することができる。個々のスクリーンの開口面積幾何形状は、他のスクリーン層に対して、横方向、縦方向、または回転方向に配列することができる。

好ましくは、内側スクリーンおよび任意選択的な中間スクリーン（単数または複数）は、四角形、矩形、平織り、ダッチもしくは類似の織物とすることのできる、織ったワイヤのスクリーンである。縦糸および横糸ワイヤ直径は寸法的および組成的に異なることができるが、内側および中間スクリーン（単数または複数）は、縦糸および横糸ワイヤは同じ寸法であり同じ材料から作られた平織りの四角または矩形織物スクリーンであることが好ましい。開口面積％は４０％以上であるのが好ましい。内側スクリーンおよび任意選択的な中間スクリーン（単数または複数）は、３０メッシュの３０４級、または３１６級ステンレス鋼であるのが最も好ましく、縦糸および横糸ワイヤは少なくとも開口面積３０％を与えるサイズであり、少なくとも開口面積５０％以上を与えるのが最も好ましい。

隣接するスクリーンは密接に接触し、接合されないままであることができ、または互いに接合された表面を有することができ、互いに接合されるのが好ましい。表面の接合は、化学的接合または熱接着、局部的なスポット溶接もしくは蝋付け、抵抗溶接によって達成することができ、または、その表面積全体を全ての隣接接触点で拡散接合すなわち焼結することが好ましい。この付着機構は、遠心乾燥機の運転において使用中、外側支持スクリーンまたはプレートに対して内側スクリーンおよび／または中間スクリーンの滑りまたは皴寄りの傾向を低減する。

驚くべきことに、本発明の多層乾燥機スクリーンは、小さなポリマー微小ペレットをスクリーンエンクロージャーの内部に保持する、非常に小さな内側スクリーン開口を有することができることが見出された。同時に、本発明の多層乾燥機スクリーンは高い開口面積％を提供して、水、空気、および／または微粒子はより高速で乾燥機スクリーンから流出することができる。一般的に、本発明による多層乾燥機スクリーンの開口面積は約３０％以上の開口面積をもたなければならない。

また、中間スクリーン（単数または複数）上、特に内側スクリーン上の不規則な表面は、ペレットがスクリーンの内側表面に衝突するとき、ペレットを径方向内側に不規則に跳ね返らせることが判明した。このペレットの不規則な内方向の動きもしくは跳ね返りによって、回転子の回転している傾斜翼はペレットをより効率的に上昇させ、ペレットを外方向へより効率的に導いて、内側スクリーンの不規則な表面との連続的な衝突を行わせる。このペレットのスクリーンに対する径方向内側および外側への再循環は、ペレットもしくは微小ペレットをスクリーンの内部に保持し、スクリーン内でペレットを軸方向上方に動かしながら、ペレットからのさらに効率的な表面水もしくは湿気の除去、およびスクリーンを通してそれらの湿気の放出をもたらす。

さらに、中間スクリーン（単数または複数）、特に内側スクリーンの不規則な配列は、回転子と上昇翼の掃拭作用を促進し、ペレットおよび特に微小ペレットのスクリーン表面からの動きを助けることが判明した。このペレットの動きは、物理的にペレットをスクリーン内部に捕捉することによって、または不規則なスクリーン表面のペレットに対する水とペレットスラリーの作用によって発生する、ペレットの帯化およびスクリーンの閉塞を低減する。

さらに、本発明の多層乾燥機スクリーンは、遠心乾燥機を出る際に、より乾燥したポリマー微小ペレット、すなわち少ない表面湿気が得られる。理論的な説明に拘束される訳ではないが、乾燥機を出るより乾燥した微小ペレットは、ペレットからさらに効率的な表面水もしくは湿気の除去を行わせる乾燥機内側スクリーンの不規則表面、および上述のような、３０％近傍の高いスクリーン開口面積％の直接の結果であると考えられる。高い開口面積％は、乾燥機および／またはペレット排出口の頂部へ、次いでスクリーンへより大容量の空気を流れさせる。この増加した空気流は、ペレットがスクリーンの内部に立ち上がり、その中に導入されたペレットを通して空気が流れると、ペレットからさらに表面水もしくは湿気の除去を助ける。

したがって、本発明の目的は、少なくとも１個の内側スクリーンに結合された外側支持スクリーンもしくはプレートを含む、ポリマーペレットおよび微小ペレットの乾燥に特に有用な遠心ペレット乾燥機のためのスクリーン組み立て体を提供することであり、内側スクリーンは、乾燥機回転子の回転中に、ペレットからスクリーンを通して表面水もしくは湿気および微粒子の通過を可能にしながら、スクリーンの内部に保持すべきポリマーペレットの直径に適した開口を有する。

本発明のさらに他の目的は、ペレット、特にポリマー微小ペレットが遠心乾燥機から排出されるときに、低い湿気％に乾燥する、前述の目的に基づく多層乾燥機スクリーンを提供することである。

本発明の他の目的は、内側スクリーンに不規則な粗い内部表面を設けて、さらに効率的に湿気を除去するために微小ペレットの不規則な径方向の動きをもたらし、ポリマーペレット、特に微小ペレットの帯化および内部スクリーン表面の他の平滑な表面の周囲の一般に円形路における動きの傾向をなくす、遠心ペレット乾燥機のためのポリマーペレットおよび微小ペレットスクリーンを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、内側スクリーンの不規則な粗い内部表面の結果として、スクリーン開口部の閉塞が大幅に低減され、内側スクリーンの開口面積幾何形状の配列によってさらに低減される、前述の目的に基づく乾燥機スクリーンを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、スクリーンが高い開口面積％を有する複数のスクリーンを含み、乾燥機の頂部および／またはペレット排出開口部からペレットとスクリーンを通して最大の空気流を提供し、ペレットがスクリーンエンクロージャー内を上方へ動く間にペレットをさらに効率的に乾燥する、前述の目的に基づく乾燥機スクリーンを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、スクリーン層がその表面積全体の全ての接触点で拡散接合もしくは焼結されて、遠心乾燥機の運転中に内側スクリーンの滑りまたは皴寄りの傾向を低減する、多層乾燥機スクリーンを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、内側スクリーンの内側表面が不規則で粗く起伏があり、または隆起および谷を設けて、ペレット、特にポリマー微小ペレットが乾燥機回転子の傾斜翼によって軸方向上方および径方向内側及び外側へ動くのではなく、円形路において内側表面に沿って帯化する傾向を低減する、多層乾燥機スクリーンを提供することである。

本明細書に特に列挙すべき本発明の最終目的は、経済的に実現性があり、強靭で耐久性があり、設置と使用において比較的トラブルのない遠心ペレット乾燥機スクリーンを提供するために、従来の製造形態に適合し、製造が簡単で使用が容易な、前述の目的に基づく多層乾燥機スクリーンを提供することである。

これらの構造の詳細および動作は、他の目的および続いて明らかになる利点とともに、添付図面を参照して以下でさらに詳細に説明する。添付図面では、同じ数字は同じ部品を指す。

本発明のいくつかの好ましい実施形態が詳細に説明されるが、本発明はその範囲を以下の説明に記載されまたは図面に示される構造および部品の配置の詳細に制限されるものではないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実現しまたは実施することができる。また、好ましい実施形態の説明において、特定の技術用語は明瞭さのために選択されるであろう。各特定の用語は、類似の目的を達成するための類似の方法で動作する全ての技術的等価を含むということを理解すべきである。

特に図１を参照すると、本発明のポリマーペレットおよび微小ペレット乾燥機スクリーンは概略的に参照番号１０で示される。図１は、参照番号１２で概略的に示され、詳細が米国特許第６，２３７，２４４号に開示される１つの一般的な遠心ペレット乾燥機内のペレットスクリーン１０の関連性を開示する。遠心ペレット乾燥機１２はその下端部に水とペレットスラリーの注入口１４、その上端部に乾燥されたペレット出口１６を含む。注入口１４はその下端部近くでスクリーン１０の内部と連通し、出口１６はその上端部近くでスクリーン１０と連通する。概略的に参照番号１８で示される回転子は、スクリーン１０内に回転可能に配置され、回転子に駆動接続された、図１の構成においてその上端部に示されるモーター２０によって駆動される。回転子１８はスクリーン１０内で回転して水とペレットスラリーを上方向に動かす傾斜翼２１を含み、ペレットと水を径方向外側に動かしてスクリーン１０の内部と衝突係合させる。スクリーン１０の内部への衝突は、水をスクリーンの外方向へ向かって参照番号２２で概略的に示される筐体中に排出させ、概略的に参照番号２４で示される水槽などの中に重力によって下方向へ放出する。

図２は、図１に示した乾燥機の上昇および旋回動作を含む追加の詳細を示す。支持管２８は、回転子１８の周囲からスクリーン１０を取り外すために筐体２２の矢３２に示した方向への上昇を容易にする。構造は方向矢３４に示すように、可動伸縮管３０の回転によって旋回する。オリフィス２６は必要に応じて水槽から水を放出するのを容易にする。構造および動作機構の詳細は前述の米国特許第６，２３７，２４４号の開示に従う。

本発明のこの用途における図２に示したスクリーン１０は、自立型円筒状構造であり、スクリーン１０の下端部３８および上端部３９の両方で周辺壁によって描かれている。場合によって、１個以上の構造支持体４０は、それぞれ周辺の端部壁３８および３９の各々に取り付けられる。上部周辺壁３９または場合によって１個の支持体４０に、直径方向に配列され周辺で外方向へ開口して、前に参照した米国特許第６，２３７，２４４号に記載されたものと機構的に類似した支持構造に取り付けられた、上方へ展延するフック３６が取り付けられる。

次に、図３を参照すると、概略的に参照番号１１０で示されたポリマーペレットおよび微小ペレット乾燥機スクリーンは本発明の他の実施形態である。この実施形態のスクリーン１１０に関連する遠心ペレット乾燥機は概略的に参照番号１１２で示され、詳細は米国特許第５，２６５，３４７号に開示されている。遠心ペレット乾燥機１１２はその下端部に模擬的な水とペレットスラリー注入口１１４およびその上端部に乾燥されたペレット出口１１６を含む。注入口１１４はスクリーン１１０の内部とその下端部近くで連絡し、出口１１６はその上端部でスクリーン１１０と連絡する。回転子１１８はスクリーン１１０内に回転可能に配置され、プーリー１１９に固定されたベルトを経由して、駆動可能に回転子に接続された図示されないモーターによって回転される。回転子１１８は、スクリーン１１０内を回転して前述の図１と同じように水とペレットスラリーを動かす傾斜翼１２１を含む。ペレットから除去された水は、矢１２５で示した方向へ管１２３を通って筐体１２２を流出する。

図４に示すように、本発明のこの実施形態のスクリーン１１０は自立型であり、縦の蝶番１４４で蝶番式に接続された２個の半円筒状構造１４１および１４２から構成される。スクリーン１１０は周辺縁部フレーム部材１４８および中央のベルトフレーム部材１５０で支持され、その形状と構造を維持する。図３に示す乾燥機に配置されると、半円筒状要素１４１および１４２は迅速動作ラッチ１５２を用いて互いに接続される。構造の詳細は前述の米国特許第５，２６５，３４７号に類似している。

本発明のさらに他の実施形態は図５に例示したスクリーンを組み込む乾燥機の用途であり、前述の米国特許第６，７３９，４５７号における図１の設計に類似している。この実施形態における遠心ペレット乾燥機内の複数のスクリーン部分は参照番号２１０で示される。遠心ペレット乾燥機２１２は、概略的に３００で示される付属の脱水装置の上端部に水とペレットスラリー注入口２１４、および図示されない乾燥機の下端部に乾燥されたペレット出口を含む。注入口２１４は、脱水スクリーン（単数または複数）３１０の内部に連絡し、これはさらに所定の角度に配列された供給スクリーン５１０に連絡し、水含有量を大きく低減したペレットを遠心乾燥機の基底スクリーン４１０の下端部へ運ぶ。脱水スクリーン（複数のスクリーン）３１０および供給スクリーン５１０によって除去された過剰の水は、出口２２６を通過する。設計の詳細は、前述の米国特許第４，４４７，３２５号に準じ、添付図面の図６および７にさらに示され、これは米国特許第４，４４７，３２５号の図２および３にそれぞれ類似している。フランジ３１５（図６参照）は、脱水スクリーン３１０を供給スクリーン５１０に直接接続する。Ｂ−Ｂ線の断面で見て、脱水スクリーン３１０の詳細は、図７に反映されており、スクリーン端部角度３３８および３３９はフランジ継手３６０によって連結される。

大量に脱水されたペレットはスクリーン部分４１０の下部およびスクリーン部分２１０（これは４１０と同じまたは異なる寸法とすることができる）を通して送られ、続いて、その上端部近傍で最上部のスクリーン部分２１０に連絡している、図示されない出口に送られる。回転子２１８はスクリーン部分２１０および４１０内に回転可能に配置され、やはり図示されないプーリーに固定されたベルトを経由して、回転子に回転可能に接続された図示されないモーターによって駆動される。回転子２１８は傾斜翼２２１を含み、スクリーン部分２１０および４１０内を回転して、前述の図１と同じように水とペレットスラリーを動かす。ペレットから除去された水は、排出管２２６を通って筐体２２２を流出する。

スクリーン２１０および４１０は、クランプもしくは複数のクランプ２６０によって位置に固定され、スクリーン端部角度２３８および２３９をそれぞれ互いに固定する。スクリーン部分は縦に配列された位置に保持され、リング支持体２３７によって相互接続される。生成速度および生成物の湿気レベル低減仕様の必要に応じて、１個、２個、３個、またはそれ以上のスクリーン部分が縦に固定して取り付けられる。

図８は代替のスクリーン組み立て体２６５を示し、スクリーンは、スクリーン組み立て体２６５の幅を横断して堅牢な支持構造２８６に直径方向に取り付けられたボルト組み立て体２９０によって適所に保持された偏向棒２９４によって支持される。構造的なスクリーン組み立て支持体２８４は、同様にその長さ方向に沿ってスクリーンを横断する。これらの支持体２８４および２８６はスクリーン面積２８２を略等しい割合にセグメント化する。このスクリーンの構造の詳細は、前述の米国特許第６，７３９，４５７号に描かれる。スクリーン組み立て体２６５の縁部図、図９、および詳細なボルト組み立て体、図１０が概略図で示される。

あるいは、スクリーン２１０、３１０、および／または４１０は図１１および１２に示したような全体構造を有することができる。図１１および１２に示したスクリーン構造は、図１１および１２の構造が偏向棒２９４、したがって、ボルト組み立て体２９０を持たず、あるいはそれらがスクリーンの幅を横切る構造的なスクリーン組み立て体支持体２８６を必要としない点で、図８から図１１に示したものと異なる。

ポートスクリーン６１０は同様に適所に取り付けられ、図示されない図５の流出入開口部近くに配置され、詳細は前述の米国特許第６，７３９，４５７号に説明される。あるいは、ポートスクリーンは図５のスクリーン部分４１０下部のスクリーンチャンバー基部にあることができ、配置的に示されていないが、本明細書には参照により含まれる。

円筒形スクリーン１０、蝶番スクリーン１１０、スクリーンパネル２１０および４１０、脱水スクリーン３１０、供給スクリーン５１０、およびポートスクリーン６１０は全て乾燥機スクリーンの実施形態であり、本発明によって作製することができる。組成的および構造的に、それらは特定の乾燥機組み立て体における他のスクリーン構造と同じか、または異なることができる。

本発明によれば、乾燥機スクリーンは組成的に、機能上外側支持スクリーンおよび内側スクリーンからなる２層以上の層であり、ペレットと微小ペレットの乾燥を効率的に達成する。特定の用途に応じて、外側支持スクリーンと内側スクリーンの間に追加の１層以上のスクリーン層を挟むことができる。本発明の例示的実施形態は、３層スクリーンが図１３ａ〜１３ｆに示され、２層スクリーンについては図１４ａ〜１４ｄに示される。

図１３ａ〜１３ｆに示された３層乾燥機スクリーン組み立て体は、概略的にそれぞれ参照番号４５０ａ〜４５０ｆで示される。それらは、それぞれ４５２ａ〜４５２ｆで識別される外側支持スクリーンを含み、スクリーン組み立て体の構造的な支持体を提供する。外側支持スクリーン４５２ａ〜４５２ｆは成型プラスチックまたはワイヤ補強プラスチックからなることができ、組成的に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミドすなわちナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、または遠心ペレット乾燥機の運転に係わる化学的および物理的条件下でその構造的一体性を維持することの可能な類似の不活性材料とすることができる。外側支持スクリーン４５２ａ〜４５２ｆは、スクリーン組み立て体４５０全体の一体性を維持し、例えば円筒状に形状変形させて適切な遠心ペレット乾燥機中に緊密に固定して配置するのに十分可撓性のある、適切な厚さの金属プレートであることが好ましい。金属プレートは厚さ１８ゲージから２２ゲージであることが好ましく、最も好ましくは厚さ２０ゲージである。金属は組成的にアルミニウム、銅、鋼、ステンレス鋼、ニッケル合金、または乾燥工程の成分に不活性な類似の不活性材料とすることができる。金属はステンレス鋼であることが好ましく、乾燥運転を行う化学的工程による環境的な必要に応じて、３０４級もしくは３１６級ステンレス鋼であることが最も好ましい。

金属プレートは刺孔し、パンチし、穿孔し、または溝加工して、開口を形成することができ、これらは、円形、楕円形、四角形、矩形、三角形、多角形、または分離および後続の乾燥のための開口面積を提供する他の寸法的に等価の構造とすることができる。開口部は、円形穿孔および幾何形状的に千鳥配置であって、外側支持スクリーンの構造的一体性を維持しながら最大の開口面積を提供することが好ましい。円形穿孔は少なくとも直径０．０７５インチであり少なくとも３０％の開口面積を提供するように千鳥配置されるのが好ましい。開口面積幾何形状は効率的な開口面積が４０％以上であることがさらに好ましい。円形穿孔は少なくとも直径０．１８７５インチの円形穿孔であり、開口面積５０％以上を達成するように千鳥配置されるのが最も好ましい。

あるいは、外側支持スクリーンは組み立て構造体、すなわち、角度を付けもしくは直交して積み上げられ、または相互に織られて溶接され、蝋付けされ、抵抗溶接された、または位置に恒久的に接着されたワイヤ、ロッドもしくは棒とすることができる。ワイヤ、ロッド、または棒は、外側支持スクリーン４５２ａ〜４５２ｆについて上述した成型プラスチックに組成的に類似のプラスチックまたはワイヤ補強プラスチックとすることができ、
または、やはり外側支持スクリーン４５２ａ〜４５２ｆについて組成的に図示した類似の金属とすることができ、幾何形状的に円形、楕円形、四角形、矩形、三角形、または楔形、多角形、または構造的に類似のものとすることができる。幅を横切るワイヤ、ロッド、もしくは棒、すなわちスクリーンの縦糸は、当業者に既知の横糸、シュートとして縦方向に含まれるワイヤ、ロッド、もしくは棒と同じであるか、または異なることができる。

ワイヤ、ロッド、もしくは棒は、最小寸法が最小０．２インチであるのが好ましく、さらに好ましくは最小寸法が少なくとも０．０３０インチ、最も好ましくは最小寸法が約０．０４７インチである。開口面積は寸法的に隣接構造要素の隣接配置に依存し、少なくとも約３０％の開口％、さらに好ましくは約４０％、最も好ましくは約５０％以上を維持する位置に配置される。

図１３ａから図１３ｆは４５２ａ〜４５２ｆで識別される穿孔された外側プレート、４５２ｆで識別される溝付きもしくは刺孔された外側プレート、および抵抗溶接された円形ロッドと４５２ｅで識別される楔形状ロッドの構造組み立て体を示す。外側支持スクリーン４８２ａ〜ｄは同様に２層スクリーン１４ａ〜ｄについて図示され、外側支持スクリーンは図中最も左の要素である。外側支持スクリーン４８２ａおよび４８２ｂは穿孔プレートの形であり、スクリーン４８２ｃは溝付きスクリーンであり、スクリーン４８２ｄは刺孔されたスクリーンである。

任意選択的な中間スクリーン（単数または複数）および内側スクリーンは、外側支持スクリーンについて本明細書で説明したものに構造的に類似している。寸法的および組成的に、それぞれの層中のスクリーンは類似しまたは異なることができる。それぞれのスクリーンの開口面積％は類似または異なることができ、より小さな開口面積％はスクリーンの効率的な開口面積を低下させ、最小の開口面積％が限界であり、したがって、スクリーン組み立て体の開口面積％の限界を定める。中間スクリーンは図１３ａから図１３ｆにおいてそれぞれ番号４５４１〜ｆで識別される。例えば、それらは織ったワイヤスクリーン４５４ａ、４５４ｅ、および４５４ｆ、溝付きスクリーン４５４ｂ、抵抗溶接棒スクリーン４５４ｃ、および刺孔スクリーン４５４ｄを含む。例示的内側スクリーンが同様に図１３および１４にそれぞれ参照番号４５６ａ〜ｆおよび４８４ａ〜ｄで示される。組み立て体の他の層に対する任意のスクリーンの配列、ならびにスクリーンの寸法と構造組成物は図１３ｆに例として示したように同じまたは異なることができ、図１３ｅにおいて内側スクリーン４５６ｆのメッシュサイズは中間スクリーン４５４ｆに対して縮小され、内側スクリーン４５６ｅの配列の角度は中間スクリーン４５４ｅに対して回転する。

中間スクリーン４５４ａ〜ｆは織ったワイヤスクリーンであることが好ましく、縦糸ワイヤと横糸ワイヤの直径が寸法的または組成的に同じかまたは異なることのできる四角形、矩形、平織り、ダッチ（Dutch）もしくは類似の織物とすることができる。さらに好ましくは、中間層は平織りの四角形または矩形織物ワイヤスクリーンであり、縦糸ワイヤと横糸ワイヤは組成的および寸法的に類似であり、開口面積％は３０％以上である。さらに好ましくは、中間層スクリーンは３０メッシュの３０４級もしくは３１６級ステンレス鋼であり、縦糸ワイヤと横糸ワイヤは少なくとも３０％の開口面積、最も好ましくは５０％以上の開口面積が可能なサイズである。複数の中間スクリーンは本発明の実施形態内に含まれ、構造的および組成的に他の中間層スクリーンと同じかまたは異なることができる。

内側スクリーン４５６ａ〜ｆおよび４８４ａ〜ｅは、織ったワイヤスクリーンであることが好ましく、縦糸ワイヤと横糸ワイヤの直径が寸法的または組成的に同じかまたは異なることのできる四角形、矩形、平織り、ダッチもしくは類似の織物とすることができる。さらに好ましくは、内側層は平織りの四角形または矩形織物ワイヤスクリーンであり、縦糸ワイヤと横糸ワイヤは組成的および寸法的に類似であり、開口面積％は３０％以上である。さらに好ましくは、内側層スクリーンは平織りの四角形または矩形織物の３０メッシュ以上の３０４級もしくは３１６級ステンレス鋼であり、縦糸ワイヤと横糸ワイヤは少なくとも３０％の開口面積、最も好ましくは５０％以上の開口面積が可能なサイズである。中間スクリーンが構造組み立て体に存在するとき、中間スクリーンの配列と同様に配列された、開口面積５０％以上の５０メッシュまたはそれ以上のメッシュの平織り四角形または矩形織物の内側スクリーンはさらに好ましい。縦糸と横糸が組成的および構造的に同じであり、５０％以上の開口面積が可能になる５０メッシュまたはそれ以上のメッシュの矩形織物が最も好ましい。当業者であれば容易に明らかであるように、メッシュが大きいほどスクリーンによって保持され最終的に乾燥工程によって乾燥されるペレット、好ましくは微小ペレットの直径は小さい。

本質的に、スクリーン１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、および６１０などの本発明のペレットおよび微小ペレットスクリーンは、上述し、前述の米国特許に示された遠心乾燥機の構成要素と組み合わせて、または、本発明のスクリーンを収容してペレット、特にポリマー微小ペレットを乾燥することのできる任意の他の遠心ペレット乾燥機と組み合わせて用いることができる。

図１５は穿孔された外側支持スクリーン５４２から、平織り四角形織物の中間スクリーン５４４、およびより大きなメッシュ（小さな開口）の平織り四角形織物の内側スクリーン５４６を見た、本発明による３層スクリーン５４０を示す。図１６は図１５の線Ｃ−Ｃの断面におけるこの構造を示す。比肩できる２層スクリーン５６０は、穿孔された外側スクリーン５６４に接合された平織り四角形織物の内側スクリーン５６２で図１７に示される。

本発明の多層スクリーンの構成要素層は緊密に接触しており、互いに接合することができる。個々の層は熱接合、化学的接合、半田付け、スポット溶接、蝋付け、抵抗溶接、拡散接合すなわち焼結で接合されるのが好ましい。スクリーンの好ましい構成は、各構成要素スクリーン間の全ての接触点で拡散接合すなわち焼結することが最も好ましい。スクリーンは、圧延、引張り、カレンダー（calendered）加工することができ、または当業者であれば理解する他の圧縮的変形を行うことができる。好ましい実施形態のスクリーンはカレンダー加工されるのが好ましい。

本発明の多層乾燥機スクリーンを特に３層および２層の実施形態について説明した。３層実施形態における中間層は実際に乾燥機スクリーンの開口面積を増加させ、内側スクリーンの開口部を通って水を流出させる排出場（drainage field）として働き、したがって、乾燥運転中さらに迅速な水および湿気の除去を提供する。さらに、当業者であれば、３層および２層が本発明の多層スクリーンとして好ましいが、必要であれば、３層を超えて４層以上など追加の層も可能であることを容易に理解するであろう。

本発明の遠心ペレット乾燥機スクリーンはポリマー微小ペレットの乾燥に特に有用であると説明したが、本発明の乾燥機スクリーンは、特に乾燥されているペレットがスクリーンの軸方向上方へ動いて乾燥機出口に向かうのではなく、スクリーンの周囲に帯化および循環し、またはスクリーン孔を閉塞させる傾向を有する、他のサイズおよび種類のペレットの乾燥に有用である。本発明の乾燥機スクリーンに有用である材料の例は、それらの作製方法にかかわらず、一般に、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中間密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を含む充填または非充填ポリエチレン（ＰＥ）、非晶質および結晶質を含むポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミドすなわちナイロン、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリアセタール、ポリウレタン、膨張可能なポリスチレン（ＥＰＳ）、膨張可能なポリエチレン（ＥＰＥ）、および膨張可能なポリプロピレン（ＥＰＰ）、エラストマーを含む熱可塑性プラスチック、および熱可塑性ゴムである。

前述したことは本発明の原理を説明するためだけであると考えられる。さらに、当業者であれば、多くの修正並びに変更を容易に行うであろう。したがって、本発明は、図示し説明した構造と動作に正確に制限されるものではなく、全ての適切な修正および等価のものが本発明の範囲内に包含される。

米国特許第６，２３７，２４４号の図６に類似した、乾燥機の動作構成要素に関する本発明による乾燥機スクリーンの１つの適用を示す、ある種類の既存の遠心ペレット乾燥機の概略側部立面図である。 米国特許第６，２３７，２４４号の図３に類似した、乾燥機の上昇動作構成要素に関する本発明による乾燥機スクリーンを示す、図１の遠心ペレット乾燥機の側部立面図である。 米国特許第５，２６５，３４７号の図３に類似した、既存の遠心ペレット乾燥機の他の種類における特定の構造詳細を示す、本発明による乾燥機スクリーンの縦断面の尺度拡大図である。 米国特許第５，２６５，３４７号の図７に類似した、本発明による乾燥機スクリーンについて図３に示した乾燥機に関した動作に用いられる、蝶番構造の俯瞰図である。 米国特許第６，７３９，４５７号の図１に類似した、乾燥機の動作構成要素に関する本発明による円筒形乾燥機スクリーン部分を示す、他の種類の既存の遠心ペレット乾燥機の概略立面図である。 米国特許第４，４４７，３２５号の図１に類似した、図５に示すものなどの本発明に含まれる乾燥機と一緒に任意選択的に用いられる、本発明によって作製することのできる脱水スクリーンの立面図である。 図６の断面線Ｂ−Ｂによって示される面を実質上通る横断断面図である。 本発明によって作られた、円筒形スクリーン部分に形成される前の平坦な状態でのスクリーンの外側表面と搭載された偏向棒を示す、図５に示したスクリーン部分の１つの平面図である。 図８に示したスクリーン部分の縁部の図である。 スクリーンの関連部品および細片をスクリーンに固定するための固定構造を含んで、偏向細片の１つおよびその相手方の搭載細片の構造を示す、図８の断面線Ａ−Ａに沿った拡大尺度の断面図である。 本発明によって作られた、円筒形スクリーン部分に形成される前の平坦な状態で偏向棒を使用しないスクリーンの外側表面を示す、図５に示した１つのスクリーン部分の平面図である。 図１１に示したスクリーン部分の縁部の図である。 本発明によって作られた様々な３層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 本発明によって作られた様々な３層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 本発明によって作られた様々な３層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 本発明によって作られた様々な３層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 本発明によって作られた様々な３層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 本発明によって作られた様々な３層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 本発明によって作られた様々な２層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 本発明によって作られた様々な２層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 本発明によって作られた様々な２層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 本発明によって作られた様々な２層スクリーン構造の例示的構成を示す概略図である。 外側支持スクリーンから見た、本発明によって作られた３層微小ペレット乾燥機スクリーン部分の断片的立面図である。 外側支持スクリーン、中間ワイヤメッシュスクリーン、および異なるメッシュサイズ、さらに詳細には、図示するように、より大きなメッシュサイズ、すなわちより小さな開口サイズの内側ワイヤメッシュスクリーンを示す、図１５の線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。 図１６に類似の断面図であるが、外側支持スクリーンおよび内側ワイヤメッシュスクリーンを有する２層スクリーンを示す図である。

符号の説明

１０、１１０，２１０，３１０，４１０、５１０，６１０ スクリーン
４５０ａ〜４５０ｆ スクリーン組み立て体
４５２ａ〜４５２ｆ 外側支持スクリーン
４５４ａ〜４５４ｆ 中間スクリーン
４５６ａ〜４５６ｆ 内側スクリーン
５４０ スクリーン
５４２ 外側支持スクリーン
５４４ 中間スクリーン
５４６ 内側スクリーン

Claims (21)

1. 水とペレットのスラリーとして乾燥機に導入されたポリマーペレットもしくは微小ペレットを乾燥するために使用するときに、遠心ペレット乾燥機に関連して使用するためのスクリーンであって、前記スクリーンが、比較的大きな開口部を有する形状保持外側部材と、前記外側部材の内側表面に一致するように取り付けられ、前記ポリマーペレットもしくは微小ペレットを内部に保持するのに十分小さな近接間隔の比較的小さな開口部を有する少なくとも１個の内側スクリーンとを備え、遠心ペレット乾燥機の運転中に、前記内側スクリーンと前記外側部材を通して水の通過を可能にするスクリーン。
2. 前記近接間隔の開口部が前記内側スクリーン中に高い開口面積を維持してスクリーンを通る水の流れを増加させ、前記内側スクリーン開口部が保持したペレットもしくは微小ペレットによる閉塞を低減させる、請求項１に記載の乾燥機スクリーン。
3. 前記外側部材が略円筒状に形成された穿孔シートであり、前記内側スクリーンがワイヤメッシュスクリーンである、請求項１に記載の乾燥機スクリーン。
4. 前記ワイヤメッシュ内側スクリーンは前記外側部材に接合され、ペレットもしくは微小ペレットによって係合されて帯化を防止し、乾燥機の運転中に、回転子の回転によってスクリーン内のペレットもしくは微小ペレットの上方および径方向の動きを容易にする粗面を提供する、請求項３に記載の乾燥機スクリーン。
5. 内側スクリーンの前記近接間隔の開口部と外側部材中の開口部が、前記乾燥機スクリーンのためのスクリーン表面積の少なくとも約３０％の開口面積を形成する、請求項１に記載の乾燥機スクリーン。
6. 前記内側ワイヤメッシュが前記外側部材の内側表面に接合された織ったワイヤメッシュスクリーンである、請求項３に記載の乾燥機スクリーン。
7. 前記織ったワイヤメッシュスクリーンが、実質上その接触表面全体を前記外側部材の内側接触表面に拡散接合される、請求項６に記載の乾燥機スクリーン。
8. 前記スクリーンの外側端部が、略円筒状の穿孔されない補強帯を含む、請求項１に記載の乾燥機スクリーン。
9. 第２ワイヤメッシュスクリーンが前記内側ワイヤメッシュスクリーンと前記略円筒状の穿孔された外側部材の間に挟まれて拡散接合される、請求項３に記載の乾燥機スクリーン。
10. 前記第２ワイヤメッシュスクリーンが、前記内側ワイヤメッシュスクリーンの近接間隔開口部よりも大きな開口部を有する、請求項９に記載の乾燥機スクリーン。
11. 筐体と、前記筐体に略垂直に搭載された円筒状スクリーンと、前記円筒状スクリーンの底部に隣接する水とペレットスラリーの注入口および前記円筒状スクリーンの頂部に隣接する乾燥ペレットの出口と、前記注入口に流入する前記ペレットを前記円筒状スクリーンに向かって外側へ、および前記出口に向かって上方へ導くための駆動された回転子とを備えた、ポリマーペレットおよび微小ペレットを乾燥するための遠心ペレット乾燥機であって、前記略円筒状のスクリーンが多層であり、比較的大きな開口部を備える外側部材を支持する少なくとも略円筒形状と、前記外側部材の内側表面に一致するように接触する内側スクリーンとを有し、前記内側スクリーンが、前記ペレットをスクリーン内部に保持するのに十分な比較的小さなサイズの開口部を有し、遠心ペレット乾燥機の運転中に内側スクリーンと外側部材を通して水を通過させる遠心ペレット乾燥機。
12. 前記外側部材が穿孔シートであり前記内側スクリーンがワイヤメッシュスクリーンである、請求項１１に記載の遠心ペレット乾燥機。
13. 前記略円筒状のスクリーンが、少なくとも３０％の開口面積を有してスクリーンを通る水流を増加させ、保持されたペレットによる前記内側スクリーン開口部の閉塞を低減する、請求項１１に記載の遠心ペレット乾燥機。
14. 前記ワイヤメッシュ内側スクリーンが５０メッシュ以上である、請求項１２に記載の遠心ペレット乾燥機。
15. 前記内側スクリーンが、前記ペレットと係合するための粗面を提供して帯化を防止し、乾燥機の運転中に、前記回転子の回転によって前記スクリーン内部における前記ペレットの上方および径方向の動きを容易にする、請求項１１に記載の遠心ペレット乾燥機。
16. 前記略円筒状のスクリーンの両端が、前記スクリーンの補強のために堅牢な略円筒状の帯を含んで、前記スクリーンの前記乾燥機中への取り付けを容易にする、請求項１１に記載の遠心ペレット乾燥機。
17. 前記内側スクリーンの外側表面が中間スクリーンの内側表面に接合され、前記中間スクリーンの外側表面が前記円筒状外側部材の内側表面に接合される、請求項１１に記載の遠心ペレット乾燥機。
18. 前記表面の全てが実質上その接触表面全体で焼結もしくは拡散接合される、請求項１７に記載の遠心ペレット乾燥機。
19. 乾燥機中に水とペレットのスラリーとして導入されたポリマーペレットおよび微小ペレットを乾燥するのに用いられるときに、遠心ペレット乾燥機のための略円筒状のスクリーンであって、前記略円筒状のスクリーンが、比較的大きな開口部を有する外側部材を支持する略円筒形状と、外側表面が前記外側部材の内側接触表面にその接触表面の実質上全体で取り付けられた中間スクリーンと、外側表面に一致して実質上その接触表面全体で前記中間スクリーンの内側接触表面に取り付けられた内側スクリーンとの３層を備え、前記内側スクリーンが、前記中間スクリーンの開口部よりも小さく、遠心ペレット乾燥機の運転中に内側スクリーン、中間スクリーン、および外側部材を通して水を通過させながら、前記ポリマーペレットもしくは微小ペレットを内側スクリーンの内部に保持するのに十分小さな開口部を有するスクリーン。
20. 前記乾燥機スクリーンが少なくとも約３０％の開口面積を有する、請求項１９に記載の乾燥機スクリーン。
21. 前記外側部材が前記略円筒形状に形成された穿孔シートであり、前記中間スクリーンおよび内側スクリーンが両方ともワイヤメッシュスクリーンである、請求項２０に記載の乾燥機スクリーン。

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