JP4256507B2 - 流動可能な材料の連続処理用機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に係る流動可能な材料の連続処理用機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
こうした機械は、例えばＥＰ ０ ７８８ ８６７Ａｌにより知られている。ハウジングの壁は例えば２つのほぼ均等な長さの区画で構成され、１つの区画には材料入口が設けられ、もう１つの区画には混練および保持ゾーンの後で処理される材料から気体が吸い出される他の通路が設けられる。
【０００３】
処理要素は、内部コアおよびハウジング壁の半円形の溝に充分にしっかりと係合しなければならない。一方、ハウジングは激しい摩耗にさらされる。したがって、高い費用で作成された２つの区画をきわめて頻繁に交換しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、区画の交換によって生じるそうした機械の費用を実質的に削減することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
これは、本発明に従って、請求項１で特徴付けられる機械によって達成される。従属請求項は、本発明の有利な新特徴を提示する。
【０００６】
【発明の実施の態様及び発明の効果】
ハウジングの摩耗は機械の軸方向に、すなわちハウジング壁の他の部分に比較して、主として物質の供給または除去のための通路が配置されている部分が異なることが確認されている。
【０００７】
例えば、機械で処理される材料に固体の添加物、例えば粗紡糸の形態の強化繊維を供給するための通路の領域では、激しい摩耗が発生する。しかし、通路領域における摩耗は、例えば通路を気体を吸い出したり滑性を備えた物質を供給するために使用する場合には、比較的低くすることもできる。
【０００８】
通路の領域におけるハウジング壁のこの異なる摩耗のために、本発明ではこれらの通路が設けられる部分に短い区画を使用する一方、ハウジング壁のその他の区画は、ハウジングの外径またはハウジングの最大の部分を超えない範囲でより長い設計にし、したがって長い区画とする。
【０００９】
ハウジング壁の摩耗はさらに、処理要素にも依存し得る。したがって、そうした機械は、材料入口と材料出口の間に、１つまたはそれ以上の混練ゾーンおよび／または保持ゾーンを持つことができる。したがって、処理要素としての正移送ウォーム要素は、例えばＥＰ ０４２２ ２７２Ａｌから知られるように、混練ゾーンでは例えば混練ブロックに置換され、保持ゾーンでは例えばバフル板または負移送ウォーム要素に置換される。
【００１０】
本発明では、少ない摩耗を受ける区画は、したがって、激しい摩耗にさらされる区画より交換しなければならない回数が少なくなる。これは機械の運転費用を実質的に低減する。
【００１１】
処理要素を備えた主軸を受容するための内腔の直径を基礎とすると、長区画の長さはこの直径の３倍から７倍、特に５倍を超える長さが望ましく、また短区画の長さはこの直径の１倍から３倍、特に約２倍が望ましい。
【００１２】
それらの強度は通路によって脆弱化し得るので、短区画は長区画より壁の厚さを大きくすることが望ましい。長区画の壁の厚さは例えば、処理要素を備えた主軸を受容するための内腔の直径の１倍から３倍、特に約２倍にすることができる。さらに、長区画は、加熱器またはヒートシンクを受容するために、それらの外周に少なくとも１つの環状溝を設けることができる。
【００１３】
短区画における通路は、少なくとも部分的に、処理要素を備えた主軸を受容するための内腔の直径の少なくとも２分の１の大きさの直径を持つ大開口によって形成することが望ましい。
【００１４】
長区画は完全に閉止するか、または処理要素を備えた主軸を受容するための内腔の直径の２分の１未満、特に４分の１未満の小開口をせいぜい設けるだけである。長区画の小開口は、例えば温度測定のため、または粘性物質を抽出するか供給するために使用することができる。
【００１５】
処理される材料が機械内で可塑化される固体材料、例えば熱可塑性プラスチックペレットである場合には、例えば可塑化材料から気体を吸い出すために、または添加剤を可塑化材料に供給するために通路を使用することができる。これらの添加剤は、例えば粗紡糸の形態で供給できる強化ファイバなどの強化材とすることができる。
【００１６】
そうした固体添加物を供給するためには、気体を排出するための通路より大きい通路が必要になる。したがって、気体を排出するための通路は、例えば処理要素を備えた主軸を受容するための内腔の直径と一致するかそれより小さくすることができ、固体添加物を供給するための通路は、処理要素を備えた主軸を受容するための内腔の直径より大きくすることができる。
【００１７】
したがって、本発明によって、短区画は、処理要素を備えた主軸を受容するための内腔の直径より大きい直径を持つ少なくとも１つの通路を含む区画と、処理要素を備えた主軸を受容するための内腔の直径に最大でも一致するだけの直径を持つ通路だけを含む区画とに分けることも可能である。処理要素を備えた主軸を受容する内腔の直径より大きい直径を持つそうした大通路を少なくとも１つ備えた短区画は、その他の短区画と等しい長さか、またはそれより長くすることができる。
【００１８】
短区画と長区画以外に、ハウジングは材料入口を備えた充填区画を含む。充填区画には、主軸を含む空間から気体を排出するための開口を設けることが望ましい。処理される材料は、材料入口からこの空間に入った後、隣接する主軸間の空間の外側と内側の間で前後に移送される。処理される材料が粉末である場合には、粉末の気体成分はそれによって固体から分離される。したがって、気体成分は気体出口から吸い出される。
【００１９】
したがって、本発明の機械は例えば、それ以外では、高い空気成分が機械内で問題を引き起こすのでそうした機械では処理できない非常に微細な粉状物質でも、処理することができる。
【００２０】
気体出口は充填区画に設けることができ、また内部コアが中空設計の場合には、主軸を含む空間から中空内部コアにつながる開口によって設けることができる。
【００２１】
【実施例】
本発明の機械の実施態様について、添付の図面を参照しながら、以下でさらに詳しく説明する。
【００２２】
図１ないし図３に係る機械は、ハウジング１内に分割円３に沿って伸長する空間２を含む（図２）。空間２には、複数の軸平行主軸４がある。空間２は、軸方向内部コア６とそれと同軸のハウジングジャケット５との間に伸長する。
【００２３】
ハウジング１はその端面を端板７、８で閉止される。端板７を貫通して伸長する主軸４は、駆動装置（図示せず）によって同一方向に駆動される。端板８は例えば、材料出口を含む押出しヘッド（図示せず）をそこに固定することができる。
【００２４】
各主軸４には、ウォーム要素として形成された複数の正移送処理要素９を配置する。図２および図３で示すように、隣接する主軸４のウォーム要素９は、遊びをほとんど含まず、すなわち充分にしっかりと相互にかみ合わされる。
【００２５】
ハウジングジャケット５を内側に設け、コア６の外側には、直径ｄの円形内腔が形成されるように、軸平行な半円形凹所または溝を設ける。これらの内腔の中心は分割円３上に配置する。溝１０、１１は、遊びをほとんど含まず、すなわち充分にしっかりと処理要素９と係合させる。
【００２６】
ハウジングジャケット５は、端板７から端板８まで、充填区画１３、第１短区画１４、第１長区画１５、第２短区画１６、および第２長区画１７ごとの放射状分割によって形成する。
【００２７】
充填区画１３は上部に、処理される材料（図示せず）を主軸４を含む空間２に供給するための入口１８を設ける。
【００２８】
図４では、入口１８が空間２と共にＵ字形の断面を持つ空間を形成するように、入口１８の側面が円弧状空間２と接するように伸長している。
【００２９】
材料入口１８とハウジングの他端にある材料出口（図示せず）との間には、入口からある距離をおいて充填区画１３および第１長区画１５の空間２内にそれぞれ１つの混練ゾーン１９、２０があり、また混練ゾーン１９の後に保持ゾーン２１がある。混練ゾーン１９、２０の領域におけるウォーム要素９は、例えばＥＰ０ ４２２ ２７２Ａｌで知られるように混練ブロックに置換され、保持ゾーン２１では負移送要素つまり保持ウォーム要素、または任意選択的にバフル板に置換される。
【００３０】
長区画１５、１７は長さＢを持ち、短区画１４、１６はそれぞれ長さＣおよびＤを持つ。長区画１５、１７の長さＢは、長区画１５、１７または端板７、８の領域におけるハウジングジャケット５の外径Ａより小さい。長区画１５、１７または端板７、８が角張った外周を持つ場合、Ａは２つの最も近い相対する辺間の距離である。したがって、距離Ａは長区画１５、１７または端板７、８の外側輪郭の最も近い相対する辺間の距離である。
【００３１】
空間２の内腔の直径ｄに基づいて、長区画１５、１７の長さＢは直径ｄの例えば３倍から４倍とすることができ、短区画１４、１６の長さＣまたはＤは直径ｄの１倍から３倍とすることができる。
【００３２】
図２および図３では、空間２への半径方向の開口の形態の複数の通路１４、１６が、短区画２３、２４の各々に設けられている。
【００３３】
第１短区画１４は、直径ｄより大きい直径を持つ内腔２３を含み、およびさらに直径ｄと一致する直径を持つ複数のより小さい内腔２４を含む。
【００３４】
大きい内腔２３を介してウォームコンベヤ２５は入口２６から添加される固体添加物、例えば短い繊維の形態のガラス繊維を供給する。内腔２４の１つには、小径の内腔２８を含む物体２７をねじ２９で固定する。その他の内腔２４は、ねじ２９で固定された充填片３１により密閉する。ねじ２９は、その頭を物体２７または充填片３１のフランジに当てた状態で締めることができる。物体２７の内腔２８を介して、例えば水、可塑剤、反応物質または湿潤剤などの例えば液状物質を供給することができる。
【００３５】
充填片３１によって密閉された内腔２４は、必要なときに揮発性物質を吸い出すために使用することができる。短区画１４と同様に実質的に角張った外周を持つ第２短区画１６の内腔２４にも、同じことが適用される。短区画１６には、充填片３５によって密閉できる縁部の開口３４と内腔２４を接続する環状溝３３がある。
【００３６】
大きい通路２３を含む第１短区画１４は、第２短区画１６の長さＤと一致するかそれより大きい長さＣを持つことができる。
【００３７】
第１短区画１４は、半径方向の内腔２４の領域を除いては中実設計である。つまりこれは長区画１５、１７より厚い壁を有する。
【００３８】
短区画１４、１６は、混練ゾーン１９、２０および保持ゾーン２１の領域外に配置する。
【００３９】
充填区画１３および長区画１５、１７には外周にそれぞれ環状溝を設け、その各々に加熱器３６または任意選択的にヒートシンクを配置する。
【００４０】
長区画１５、１７では、環状溝内にフランジを形成する。交互に位置する短区画および長区画１４−１７を相互接続するために、長区画１５、１７のフランジに穴をあけ、そこにねじ３７を挿入し、短区画１４、１６のねじ穴３８に締め付ける。同様に、端板８は隣接する長区画１７の対向フランジに固定する一方、第１短区画１４は同様に、充填区画１３の隣接するフランジの穴に通したねじ３７で充填区画１３に固定する。
【００４１】
材料入口１８を通して機械に供給される粉状材料から空気またはその他の気体を吸い出すことができるようにするために、図４に係る内部コア６は軸方向の内腔３９だけでなく、空間２から軸方向の内腔３９までの半径方向の内腔４１をも含み、そこに気体吸出し手段（図示せず）を接続する。
【００４２】
代わりに、図５に示す変形例では、粉状材料から気体を吸い出すために、充填区画１３に気体出口４２を、材料入口１８とは斜めに位置をずらして設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】機械の長手軸方向の断面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】図１の充填区画の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】別の実施態様の充填区画を示す図４と同様の断面図である。
【符号の説明】
４ 主軸
５ ハウジングジャケット
９ 処理要素
１４，１６ 短区画
１５，１７ 長区画
１８ 材料入口（１８）
２３，２４ 通路

Claims (14)

1. ハウジング（１）内のハウジングジャケット（５）と内部コア（６）との間の空間に円に沿って配置された複数の軸方向に平行な主軸（４）を有し、
   前記各主軸（４）が軸方向に相互に前後して配置された複数の処理要素（９）を支持し、該処理要素（９）同士により隣接する主軸（４）と相互にしっかりとかみ合っており、
   前記ハウジングジャケット（５）および前記内部コア（６）にそれぞれ軸方向に平行な溝を設けて、前記処理要素（９）を有する前記主軸（４）を受容し誘導する円形内腔を形成し、
   前記主軸（４）を含む空間への少なくとも１つの材料入口（１８）を前記ハウジング（１）の一端のハウジングジャケット（５）に設け、前記主軸（４）を含む空間からの１つの材料出口をハウジング（１）の他端に設け、前記主軸（４）を含む空間へのさらなる通路（２３、２４）を材料入口（１８）と材料出口の間の前記ハウジングジャケット（５）に設け、
   前記ハウジングジャケット（５）が、前記材料入口（１８）を有する充填区画（１３）の他に、軸方向に複数の区画に分割されて成る、流動可能な材料の連続処理用機械において、
   前記ハウジングジャケット（５）が前記充填区画（１３）と材料出口との間で、前記さらなる通路（２３、２４）を有する区画である少なくとも１つの短区画（１４、１６）と、前記短区間よりも長く、しかも、前記さらなる通路を有さない区画である複数の長区画（１５、１７）に分割され、
   該各長区画（１５、１７）の長さ（Ｂ）が該長区画の外部距離（Ａ）より小さいことを特徴とする流動可能な材料の連続処理用機械。
2. 前記長区画（１５、１７）の長さ（Ｂ）が前記処理要素（９）を備えた前記主軸（４）を受容するための内腔の直径（ｄ）の３倍から７倍であり、前記短区画（１４、１６）の長さ（Ｃ、Ｄ）が前記直径（ｄ）の１倍から３倍であることを特徴とする請求項１記載の機械。
3. 前記短区画（１４、１６）の前記通路（２３、２４）が、前記処理要素（９）を備えた前記主軸（４）を受容するための前記内腔の直径（ｄ）の少なくとも２分の１の直径を持つことを特徴とする請求項１または２記載の機械。
4. 少なくとも１つの前記短区画（１４）に、前記処理要素（９）を備えた前記主軸（４）を受容するための前記内腔の直径（ｄ）より大きい直径を持つ少なくとも１つの通路（２３）を設けることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の機械。
5. 前記通路（２３）を含む前記短区画（１４）が、他の短区画または区画（１６）の長さ（Ｄ）に等しいかそれより大きい長さ（Ｃ）を持つことを特徴とする請求項４記載の機械。
6. 添加剤を供給するため、および／または気体を排出するために、前記短区画（１４、１６）の前記通路（２３、２４）を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の機械。
7. 固体添加物を供給するために前記通路（２３）を形成することを特徴とする請求項４および６記載の機械。
8. 前記通路（２４）を充填片（３１）によって密閉できることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の機械。
9. 前記区画（１４ないし１７）の少なくとも一部分が加熱または冷却手段を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の機械。
10. 前記長区画（１５、１７）が加熱器またはヒートシンク（３６）を受容するための環状溝を含むことを特徴とする請求項９記載の機械。
11. 前記処理要素をウォーム要素（９）によって形成し、前記材料入口（１８）と前記材料出口との間に、ウォーム要素（９）が混練ブロックと置換される少なくとも１つの混練ゾーン（１９、２０）を設けることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の機械。
12. 前記短区画（１４、１６）を混練ゾーン（１９、２０）の外側に配置することを特徴とする請求項１１記載の機械。
13. 前記充填区画（１３）に気体出口（４２）を設けることを特徴とする請求項１記載の機械。
14. 前記主軸（４）を含む空間（２）から気体を排出するために、前記内部コア（６）を中空設計とし、前記主軸（４）を含む空間（２）から中空の前記内部コア（６）への前記気体出口（４２）を少なくとも前記材料出口の領域（１８）に設けることを特徴とする請求項１３記載の機械。

Images