KR20120116489A - 회전자 디스크 - Google Patents

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KR20120116489A KR20127021399A KR20127021399A KR20120116489A KR 20120116489 A KR20120116489 A KR 20120116489A KR 20127021399 A KR20127021399 A KR 20127021399A KR 20127021399 A KR20127021399 A KR 20127021399A KR 20120116489 A KR20120116489 A KR 20120116489A
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rotor
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KR20127021399A
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만프레드 학클
클라우스 파이히팅거
게르하르트 벤델린
Original Assignee
에레마 엔지니어링 리싸이클링 마쉬넨 운트 안라겐 게젤샤프트 엠. 베.하.
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Abstract

본 발명은 중합체 처리용 용기 내에 삽입되는 회전자 디스크(1)에 관한 것으로, 회전자 디스크는 상부측(4)에 혼합 및/또는 분홰 도구(5)가 제공되고 반대편 밑면(6)에 내측에서 외측까지 연장되는 복수의 운송 리브(7)가 제공된 디스크 몸체(3)를 가지며, 작동중 상기 운송 리브에 의해 외측을 향해 중합체 입자를 이송하거나 또는 작동중 운송 리브가 회전자 디스크(1)의 중심(8)으로부터 외측을 향하도록 안내하는 힘을 상기 운송 리브에 의해 물린(grasped) 중합체 입자들에게 발휘한다. 본 발명에 따라, 상기 운송 리브가 일직선이며 회전 또는 이동 방향에서 밑면과 본질적으로 수직으로 정렬된 운송면 또는 회전 방향에 대해 하류 쪽으로 경사진 숄더면에 설치되거나, 또는 본질적으로 삼각형 모양의 단면부를 가진다

Description

회전자 디스크 {ROTOR DISK}
본 발명은 청구항 제1 항의 전제부에 따른 회전자 디스크에 관한 것이다.
다양한 설계 중 이러한 회전자 디스크는 본 발명이 속하는 기술분야에서 이미 잘 알려져 있다. 회전자 디스크는 열가소성 중합체의 가공 및 컨디셔닝을 위한 용기 또는 절단 컴팩터(compactor)의 바닥부 근처에 가장 자주 배열되며 본질적으로 디스크 형태의 도구 캐리어로 구성되고, 상기 캐리어의 상부측에 혼합 도구, 스터링(stiring) 도구 또는 분쇄기가 배열된다. 작동중에, 디스크는 물려져서(grasp) 회전하며 필요하다면 가열과 동시에 도구는 컨테이너 내측로 공급되는 합성 물질을 분쇄시킬 것이다. 또한 물질은 휘저어져서 컨테이너 내에서 혼합 와류의 형성이 이루어지도록 지속적으로 이동될 것이다.
일반적으로 중합체의 가공용 장치 또한 본 발명이 속하는 기술분야로부터 잘 알려져 있으며 예를 들어 오스트리아 특허 번호 375 867 B, 407 970 B 또는 국제출원번호 WO 93/18902와 같은 발명이 이에 속한다. 도구 캐리어 또는 도구의 회전 때문에 처리된 합성 물질이 원심력의 영향을 받아 컨테이너의 측면 벽을 향해 튕겨나간다. 합성 물질의 일부분은 컨테이너의 측면 벽을 따라 상승하여 혼합 와류 형태로 회전하지만 최종적으로 컨테이너의 중심 내측로 다시 하강할 것이다. 이는, 용기 내측로 공급된 합성 물질이 완전히 혼합되고 마찰력에 의해 충분히 가열되며, 합성 물질에 분쇄되는 방식으로 작용하는 도구라면 처리된 합성 입자를 충분히 분쇄하기 위해 처리되는 합성 입자의 목표된 용기내 보유시간(retention time)을 가져올 것이다.
그러나 컨테이너의 측벽으로 튕겨나간 합성 물질 전부가 상기 벽에 대하여 상승하는 것이 아니라 그 중 일부는 최하부 도구 또는 도구 캐리어를 형성하는 최하부 디스크 아래쪽에 결국 존재하는 것으로 도시된다. 그곳에서 합성 물질은 마찰 효과에 의해 제어되지 않는 방식으로 융합될 수 있다.
이와 같은 디스크의 밑면에 운송 리브(rib)를 부착하여 이러한 단점을 극복하고자 하는 시도는 있어왔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 디스크의 밑면 또는 도구 캐리어에, 절단 컴팩터의 바닥부와 도구 캐리어의 밑면 사이에 결과적으로 존재하는 임의의 합성 물질을 외측을 향해 뒤로 이송시키고 상기 영역으로부터 다시 임의의 합성 물질을 제거하도록 기능하는, 직선 및 방사형의 리브를 부착시키는 것은 잘 알려져 있다.
그러나 이러한 수단에 의해 완벽히 문제가 해결되는 것은 아니었다. 특히 큰 치수의 용기 및 그에 상응하는 수 백 킬로그램의 중합체 물질에 대한 큰 충진 용적(filling volume)의 경우에 그에 상응하는 큰 지름을 구비한 큰 디스크가 사용되어야 한다. 한편으로 이러한 디스크는 디스크와 바닥부 사이의 거리가 불과 몇 밀리미터밖에 되지 않기 때문에 매우 정밀하게 제조되어야 하며 또한 매우 안정적이고 규칙적으로 회전해야 한다. 이러한 큰 치수의 절단 컴팩터에서, 전술한 바와 같이 한편으로 이동하고 다른 한편으로 디스크와 바닥부 사이 공간 내측로 스스로에게 힘을 가하는 자신의 큰 무게로 인한 큰 하방 압력을 발휘하는 다량의 처리될 물질이 컨테이너 내에 존재하기 때문에, 리브의 이송 효과를 상당히 필요로 한다.
이러한 장치의 규모가 커지면, 작은 컨테이너에 있어서 충분히 작동하던 기존 디스크의 운송 능력이 큰 컨테이너에 있어서는 문제 영역으로부터 물질의 이송을 유지하기 위해 더 이상 충분하지 않을 것이다. 물질에 상향 이동을 제공하고 보유 시간을 증가시키기 위해 사용되는 혼합 도구의 회전 속도도 또한, 생성된 마찰로 인해 플레이크(flake)의 국부적인 융해를 야기할 수 있는 더 많은 열이 생성될 수 있기 때문에, 임의로 증가시킬 수 없다.
그 후, 반복해서 중합체 플레이크는 바닥부과 디스크 사이 외측 영역에 결국 존재하여 그 외측 영역에 영구적으로 남게 될 것이다. 이는 상기 영역에서의 온도를 증가시킬 것이며, 플레이크가 덩어리로 모이면서 플레이크는 점액상태가 되어 녹는 것이 가능하고 훨씬 더 많은 플레이크가 덩어리로 모이게 할 것이다. 특정 시간이 흐른 후, 디스크는 덜걱거리다 최종적으로 움직이지 않게 된다. 그러므로 특정 시간에 입자가 리브 및 컨테이너 바닥부 사이에 끼는 경우 입자의 구속을 빠르게 해제시키고 계속해서 중요 영역(critical area)으로부터 효과적으로 다시 제거하는 것이 바람직하다.
또한 큰 플레이크 뿐만 아니라 더 작은 분말 입자들이 디스크 중심 방향에서 훨씬 더 멀리 통과하여 중요 영역에 남은 채 디스크 아래 중요 영역에 존재한다. 이러한 미세 폴리머(fine polymer) 입자는 그 후 너무 과열될 뿐만 아니라 중요 영역 내에 고립되어 포획될 것이다.
일반적으로 이는 작은 지름을 가지고 있는 디스크에 있어서도 특히 무거운 그리스트(grist) 하중의 경우 낮은 회전 속도 즉 상대적으로 낮은 원주 속도가 사용되기 때문에 문제될 수 있다.
그러므로 본 발명의 목적은, 특히 높은 충진 용적 및 큰 치수에 있어서도, 효율적으로 중합체 입자가 디스크와 용기 바닥부 사이의 중요 영역내에 결과적으로 존재하는 것을 방지하고 상기 영역으로부터 중합제 입자의 구속을 해제하여 신속하고 완벽히 중합체 입자를 제거하는 회전자 디스크를 생성하는 것이다.
이러한 목적은 운송 리브가, 일직선이며 회전 또는 이동 방향에서 밑면과 본질적으로 수직으로 정렬된 운송면을 구비하거나 또는 이동 방향에 대해 하류 쪽으로 경사진 숄더면을 구비하거나, 또는 본질적으로 삼각형 모양의 단면부를 가지도록 제공된 청구항 제1 항의 특성에 의해 달성된다.
이러한 방식으로 합성 입자를 처리하거나 컨디셔닝하는 동안, 큰 충진 용적 및 그에 상응하는 높은 하방 압력이 가해지는 경우에도, 특히 더 크고 더 굵은 중합체 플레이크가 바닥부와 디스크 사이에 낌으로 인해 디스크를 멈추는 것을 방지하는데 효율적이다. 그럼에도 불구하고 의도했던 것보다 오랜 기간 바닥부와 디스크 밑면 사이의 작은 공간에 입자가 존재하고, 작은 공간에 일시적으로 입자가 끼인다면, 입자는 경사진 숄더면을 통해 쉽게 구속이 해제되어 외측을 향해 멀리 이송될 것이다.
이와 같은 방식에 의해 중요 영역은 이러한 입자 없이 계속 유지될 것이다. 이는 용기 내에 존재하는 중합체 물질의 효율적이고 균질한 가공을 가능하게 한다. 또한 디스크의 작동이 정지됨으로써 야기되는 정지 시간 및 수리 기간을 방지할 수 있다. 더하여 국부적인 과열 또는 융해 코팅이 방지됨으로써 처리될 물질의 양도 증가할 것이다.
본 발명에 대한 유리한 추가 실시예가 종속항에 의해 설명될 것이다:
숄더면이 10도 내지 35도의 각도(δ) 특히 15도의 각도로 밑면에 대해 정렬되는 경우 특히 유리할 것이다.
본 발명의 유리한 추가 개선예에 따르면, 디스크 몸체의 두께는 적어도 1mm, 보다 바람직하게는 1.5mm 내지 3.5mm 감소하고, 디스크 몸체의 두께에 있어서의 이러한 차이는 중심에서 또는 내측 중심영역에서 그리고 외측 에지에서 측정된다. 놀랍게도 이러한 작은 차이가 있음에도 불구하고 우수한 성능 개선이 성취될 수 있음이 판명되었다.
특히 유리한 실시예에는 외측로 향하는 운송 리브의 경로 방향으로 운송 리브의 높이가 증가하도록 제공된다.
이와 같은 경우 디스크 몸체의 두께는 운송 리브의 높이가 외측을 향해 증가하는 것과 같은 정도만큼 외측을 향해 감소시키거나, 반지름에 걸쳐 회전자 디스크의 전체 두께를 같거나 일정하게 유지하는 것이 특히 유리할 것이다. 이와 같은 방식으로 중요 영역으로부터 중합체 입자의 효율적 이송 및 매우 매끄러운 운행을 성취할 수 있다.
또한 디스크 몸체의 두께가 내측 영역에서는 일정하되, 회전자 디스크의 중심으로부터 일정 거리에서만 감소가 시작되도록, 바람직하게는 반지름의 60%, 특히 60% 내지 70%사이의 거리에서 감소가 시작되도록, 제공되는 것이 유리할 것이다. 마찬가지로 내측 영역 내측에서 운송 리브의 높이가 일정하게 유지된다면, 회전 디스크의 중심으로부터 일정 거리에서 증가가 시작되는 것이, 바람직하게는 반지름의 60%, 특히 60% 내지 70% 거리에서 증가가 시작되는 것이 유리할 것이다. 이와 같은 경우 치수의 변화는 외측 방사 영역에서만 발생할 것이며, 즉 상기 외측 방사 형태의 영역에서 더 큰 플레이크는 여전히 통과하지만 겨우 간신히 통과할 것이다. 이러한 방식으로 미세 입자 뿐만 아니라 굵은 입자까지도 외측을 향해 효율적으로 이송될 것이다.
바람직한 실시예에 따르면 디스크 몸체의 상부측으로부터 가장 먼 운송 리브 지점 또는 영역은 편평한 평면을 형성하거나 개설한다. 그러므로 측면으로부터 보았을 때, 회전자 디스크의 전체 두께는 일정하게 유지된다.
이에 관련하여 디스크 몸체의 상부측이 매우 편평하고 및/또는 평면이 상부측과 평행하게 이어지도록 제공된다면 유리할 것이다. 또한 이러한 구조적 설계는 상대적으로 제조하기 용이하고 매우 매끄럽게 운행된다.
특히 효율적인 회전자 디스크는, 회전자 디스크의 두께가 감소하는 영역에서 디스크 몸체의 밑면이 기울어지고 상부측을 향해 및/또는 평면을 향해 특히 최대 3도의 각도, 특히 0.4도 내지 0.6도 각도의 기울어지고 경사진다는 사실에 의해 특징을 갖는다. 이는 준-절두 원뿔 형태의 디스크를 야기할 것이며, 이러한 경우 놀랍게도 단지 작은 편차 및 각도 치수만으로도 충분하여서 효율적인 제거를 달성하는 것이 다시 한번 입증되었다.
실시예의 구조적으로 간단한 설계에는 디스크 몸체 두께의 감소가 한 평면에서 계속 이어지는 것이 제공되며, 그로 인해 교란운동의 발생을 방지하고 운행이 매끄럽도록 개선된다.
그러나 회전자 디스크는 디스크 몸체의 두께에 있어서의 감소가 불연속적으로 또는 계단형태로, 필요하다면 하나의 계단 형태로, 진행되도록 제공되는 경우에도 효율적일 것이다. 연속적인 감소 또는 불연속적인 감소 중 어느 것이 더 유리한지 여부는 가공될 다른 특성 가운데 가공 물질의 형태 및 치수, 예를 들어 재생되고 있는 것이 포일(foil), 플레이크 또는 알갱이인지에 따라 결정된다.
이에 관련하여 놀랍게도 외측을 향해 훨씬 더 효율적인 운송을 가능하게 하기 위해, 운송 리브가 디스크의 회전 방향으로 오목하게 만곡되고, 그로 인해 부채 효과(fan effect)가 훨씬 더 증가하는 경우 유리하다는 것이 확인되었다. 이러한 특성은 감소된 두께의 효과를 상호 의존적으로 지원하고 상기 효과를 훨씬 더 증가시킬 것이다. 입자가 중요 영역 내측로 더 멀리 관통하는 경우와 달리 만일 예를 들어 상기 처리가 예상치 않게 인터럽트 되어야 하고 교반기가 정지되어야 한다면 입자는 다시 신속하게 제거될 것이다.
여기서 곡률이 균일하고 원형의 호 형태인 경우 유리하다.
이에 관련하여 모든 운송 리브의 곡률이 서로에 대해 동일하다면 특히 유리하다. 이러한 회전자 디스크의 구조는 설계하기 매우 용이하다.
둘 이상의 운송 리브들의 그룹이 제공되며, 각 그룹의 운송 리브가 중심으로부터 상이한 거리에서 교번하여 시작, 즉 내측 중심 영역과 외측 중심 영역으로부터 시작된다면, 디스크의 내측 영역에서 운송 리브가 모여 밀집한 상태로 위치하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 이러한 디스크의 구조적 설계는 또한 더욱 쉽게 이루어질 것이다.
놀랍게도 운송 리브가 중심을 향해 방사상으로 배열되지 않고, 운송 리브 외측 단부 섹션이 회전자 디스크의 에지에 대해 거의 접하는, 특히 외측 교차각이 0도내지 25도 바람직하게는 12도 내지 18도 사이인 경우, 운송 효과에 있어 유리함이 판명되었다.
운송 리브의 내측 시작 섹션이, 내측 교차각(β1), 내측 교차각(β2)이 0도 내지 45도 바람직하게는 15도 내지 30도에서, 중심 또는 내측 중심 영역 또는 외측 중심영역에 대해 설정된다면, 동등하게 유리하다. 여기서 내측 교차각(β2)이 내측 교차각(β1)보다 큰 경우 유리할 것이다.
각각의 교차각은 교차지점, 또는 운송 리브가 회전자 디스크의 에지 또는 내측 중심 영역 또는 외측 중심 영역으로 합류하는 지점에서 각각의 경우 측정된다. 이와 같은 경우 교차각은 각각의 경우 이러한 교차점에서의 운송 리브상에 놓인 접선과 이러한 교차지점에서 내측 중심 영역 또는 외측 중심 영역에 놓인 각각의 접선사이의 각일 것이다.
이에 관련하여 회전자 디스크는 작동중 오목한 곡률 방향으로 회전한다.
운송 디스크를 경유하는 가공될 물질의 온도를 조절하기 위해 필요하다면 냉매로 충진시키거나 또는 관류 가능한(perfusable), 디스크 몸체 내에 중공형 공간을 형성하는 유리한 추가 개선 방안이 제공된다.
또한 본 발명에 따라 회전자 디스크는 바닥부로부터 짧은 거리에 위치된 절단 컴팩터에 배열되도록 제공된다. 특히 합성 물질의 가공 및 컨디셔닝을 위한 특히 유리한 장치가 이를 위해 용기 특히 진공 가능한 용기에 제공되고 본 발명에 따른 회전자 디스크가 바닥부면에 인접하고 평행하게 배열된다. 이를 위해 회전자 디스크는 본질적으로 수직하게 정렬된 샤프트에 의해 유리하게 지지 및 구동되고 용기 내에 존재하는 합성 물질에을 샤프트 축 주위의 회전 운동을 제공한다.
특히 유리한 실시예에 있어서, 회전자 디스크와, 즉 최외곽 지점 또는 디스크로부터 가장 멀리 떨어진 운송 리브의 에지와 용기의 바닥부면 사이의 거리가 디스크 몸체의 두께보다 더 짧으며, 바람직하게는 3 내지 15mm, 바람직하게는 4 내지 8mm범위 내에서 놓인다.
본 발명의 부가적인 장점 및 실시예들을 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 통해 설명할 것이다.
후술하는 바와 같이, 본 발명은 도면을 참조하여, 특히 유리한 실시예를 통해 도면에서 표현되고 예시적인 방식으로 서술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른, 발명의 상세한 설명에 의한, 회전자 디스크를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 디스크의 중심을 통과하는 단면도를 도시한다.
도 3은 도 2에 따른 단면도의 확대도를 도시한다.
도 4는 각각의 도 2 또는 도 3을 따른, 우측 단면의 상세도를 도시한다.
도 5는 도 1의 B-B 부분 단면도를 도시한다.
도 6는 도 1의 A의 상세도를 도시한다.
도 7은 내측에 배열된 디스크를 구비한 용기(receptacle)의 부분 단면도를 도시한다.
도 1에 예시적인 방식으로 도시된 회전자 디스크(1)는 매우 효율적이고 유리하며, 상기 도 1은 시점(視點)이 하부 즉, 작동중인 컨테이너(container) 바닥부(17)인 회전자 디스크를 도시한다. 실제로, 특히 이러한 회전자 디스크(1)는, 다량이며 그에 상응하는 무거운 중량의 중합체(polymer) 물질이 존재하는, 큰 용적을 갖는 용기(2)에 가장 자주 사용된다. 상응하는 큰 압력이 회전자 디스크(1)상에 미친다. 이와 같은 경우, 이러한 회전자 디스크(1)의 직경은 대략 2m 이상의 범위내에 있다.
회전자 디스크(1)는 디스크 몸체(3)를 가지며, 상기 디스크 몸체의 상부측(4) 상에 혼합(mixing) 및/또는 분쇄 도구(5)가 배열될 수 있다. 디스크 몸체 반대편의 밑면(6)상에는, 내측에서 외측까지 연장되는 복수의 운송 리브(conveying rib; 7)가 배열된다. 모든 운송 리브(7)는, 원형의 호 형태로서 곡률이 균일하게 이어지며, 디스크(1)가 회전하는 방향으로 오목하게 만곡된다. 운송 리브(7)의 곡률 반지름은 회전자 디스크(1)의 반지름보다 작으며, 회전자 디스크 반지름의 약 65%에 해당한다. 또한, 모든 운송 리브의 곡률은 서로에 대하여 거의 동일하다.
제공된 운송 리브(7)의 두 그룹 즉, 더 길고 더 짧은 각각의 그룹은 서로에 대해 교번하여 배열된다. 더 긴 운송 리브(7)는 내측 원형의 중심 영역(14)에서 시작되며, 내측 원형의 중심 영역의 반지름은 회전자 디스크(1) 반지름의 약 30%이다. 더 짧은 운송 리브(7)는 외측 중심 영역(15)에서 시작되며, 외측 중심 영역의 반지름은 회전자 디스크(1)의 약 5%이다. 모든 운송 리브는 회전자 디스크(1) 또는 디스크 몸체(3)의 최극단 에지와 연속적으로 모두 이어진다.
운송 리브(7)가 회전자 디스크(1)의 중심(8)에 대하여 방사상으로 정렬되는 것은 아니다.
예를 들어 모든 운송 리브(7)의 외측 단부 섹션은 회전자 디스크의 외측 단부에 거의 접하도록 정렬되는바 즉, 운송 리브(7)가 에지 또는 원주에 도달하는 지점을 통해 측정하였을 때, 운송 리브가 최극단 에지 또는 원주와 접촉하는, 운송 리브(7)에 위치된 접선과 최극단 에지에 위치된 접선 사이의 외측 교차각(α)은 약 14도이다.
긴 운송 리브(7)의 내측 시작 섹션은 제1 내측 교차각(β1)이 15도로 내측 중심 영역(14)에 대하여 배향되고 상기 내측 교차각은 각각의 경우에 운송 리브(7)가 내측 중심 영역(14)과 접촉하는, 운송 리브(7)상의 접선과 내측 중심 영역(14)상의 접선사이의 운송 리브(7) 단부 지점에서 각각 측정된다.
짧은 운송 리브(7)의 내측 시작 섹션은 제2 내측 교차각(β2)은 35도 내지 40도로 외측 중심 영역(15)에 대하여 배향되고 상기 내측 교차각은 각각의 경우에 운송 리브(7)가 외측 중심 영역(15)과 접촉하는, 운송 리브(7)상의 접선과 외측 중심 영역(15)상의 접선사이의 운송 리브(7) 단부 지점에서 각각 측정된다.
이와 같은 경우, 제2 내측 교차각(β2)이 제1 내측 교차각(β1)보다 큰 것이 유리할 것이다.
내측 중심 영역(14)과 외측 중심 영역(15)의 접촉 영역에서, 운송 리브(7)는 예각을 이루며 한 점으로 모이거나 그곳에서 마친다.
이러한 방식으로 설계된 운송 리브(7)에 의해, 작은 중합체 입자 뿐만 아니라 큰 중합체 입자까지도 작동중에 외측을 향해 이송될 수 있거나 회전자 디스크(1)의 중심(8)으로부터 외측로 지향되는 힘이 운송 리브(7)에 의해 물린(grasped) 입자들에게 가해진다. 일반적으로 상기 처리가 보통 진공상태에서 이루어지기 때문에 중합체 입자에 대한 운송 리브(7)의 기계적 효과는 운송 효과를 발생시킨다. 그러나 유동 효과가 운송 리브(7)와 중합체 입자 사이에 추가적인 기계적 접촉이 발생하면서 주위 압력하에서의 처리 또한 같은 방식으로 이루어질 수 있다.
도 2 내지 도 4에서 회전자 디스크(1)가 중심(8)을 통과하는 횡단면도로 도시한다. 작동중에 컨테이너와 마주하는 디스크 몸체(3)의 상부측(4) 상에 혼합 및/또는 분쇄 도구(5)가 배열될 수 있다. 주어진 실시예에는 그러한 도구가 도시되지 않는다. 혼합 및/또는 분쇄 도구는 셔블(shovel) 또는 칼 등을 포함할 수 있다. 혼합 및/또는 분쇄 도구는 중합체 입자를 물고(grasp), 컨테이너 내측에서 형성되는 혼합 와류(vortex)의 원인이 되는, 회전 운동 내측로 중합체 입자를 이동시킨다. 또한, 입자를 가열시키고 일정한 혼합 가공에서 유지함으로써 높은 온도임에도 임의의 점착 또는 융합을 방지할 수 있다. 필요하다면, 더 큰 입자들을 자르거나 분쇄하는 것 또한 발생할 것이다.
운송 리브(7)는 디스크 몸체(3)의 밑면(6)상에 배열된다. 이러한 경우, 디스크 몸체(3)의 두께는 내측 영역(9) 내에서 일정하고 균일하다. 이러한 내측 영역(9)은 회전자 디스크(1) 반지름의 약 2/3까지 연장된다. 회전자 디스크(1)의 중심부(8)로부터 특정 거리(18)에서 시작하여 디스크 몸체(3) 두께의 감소한다. 주어진 예시에 있어서, 반지름 거리(18)는 회전자 디스크(1) 반지름의 약 68%이다. 또한 이러한 반지름 거리(18)로부터 시작하여, 운송 리브의 높이는 외측을 향해 상응하게 증가하는 반면, 운송 리브(7)의 높이는 내측 영역(9) 내에서 일정하고 균일하다.
도 2 내지 도 4로부터, 주어진 실시예의 디스크 몸체(3)의 두께는 단지 2mm의 작은 정도로 감소함을 확인할 수 있다. 같은 방식 및 같은 정도로 회전자 디스크의 전체 반지름에 걸쳐 회전자 디스크(1)의 전체 두께를 동일하고 균일하게 유지하기 위해, 운송 리브(7)의 높이 또한 외측을 향해 그 경로를 따라 증가한다. 이러한 외측 영역에서, 디스크 몸체(3) 또는 밑면(6)과 운송 리브(7)의 최상부 지점 또는 리지(ridge)사이 거리만이 더 커지거나 운송 리브(7) 사이 영역이 다소 더 높아진다.
상부측(4)으로부터 가장 멀리 떨어진 운송 리브(7)의 지점 또는 영역은 편평한 평면(10)을 형성하고, 이러한 평면(10)은 디스크 몸체(3)의 상부측(4)에 평행하게 정렬된다.
본 예시에서, 디스크 몸체(3) 두께의 감소는 지속적으로 또는 기울어진 평면을 통해 진행된다. 디스크 몸체(3)의 밑면(6)은 두께가 감소한 외측 영역에서 기울어지고, 약 0.5도 각도(γ)로 상부측(4)을 향하여 위로 경사진다. 그러므로 상기 언급했던 방식의 회전자 디스크(1) 또는 디스크 몸체(3)는 외면이 평평한 원주형태의 리지(ridge)를 구비한 절두 원뿔 형태를 가지고 있다.
가능한 추가 실시예에 따르면, 디스크 몸체(3)의 두께도, 지속적으로 또는 단계적으로 감소할 수 있으며, 이는 특정 재순환 물질에 있어서 장점을 보인다.
또한 냉매가 관통하여 유동하는 하나 이상의 중공형 공간(13)이 디스크 몸체(3)의 내측에 형성됨으로써 디스크 몸체를 통하여 디스크 상에서 냉각 효과가 발생할 수 있는 것이 제공된다.
도 5에는 운송 리브(7)의 단면도가 도시된다. 운송 리브(7) 각각은 본질적으로 운송면(11)과 숄더플레인면(plane shoulder surface; 12)을 구비한 삼각형 모양의 단면을 가지며, 상기 운송면(11)은 회전 방향과 평평하고 본질적으로 밑면(6)에 대하여 수직으로 정렬되고, 상기 숄더플레인면(12)은 회전방향에 대하여 하류방향으로 10도 내지 35도 사이, 특히 약 15도의 각도(δ)로 아래쪽을 향하여 경사진다. 이를 통해, 운송 리브(7)의 상부 에지와 컨테이너 바닥부(17) 사이에 낀 입자가 빠르게 해제되고 숄더면(12)을 통해 미끄러져 분리되는, 본 발명에 따른 효과가 성취된다. 이는 도 6 및 도 7에 상세히 도시된다.
도 6은 회전자 디스크(1)의 측면 각도에서 도시한 운송 리브(7)의 도면이다. 도 6을 통해 숄더면(12)이 밑면(6)으로 연속적, 직접적 또는 예각을 이루며 변화하는 것이 아니라, 오히려 리지(ridge)를 통하거나 계단 형태(20)로 변화함음을 확인할 수 있다. 그러나 변화는 계단 형태(20) 없이도 발생할 수 있다.
도 7은 합성 물질의 처리 및 컨디셔닝을 위한 장치에 사용되는 작동중인 본 발명에 따른 회전자 디스크(1)를 도시한다. 이러한 장치의 하부 좌측 영역이 도 7에 도시된다. 이와 같은 경우, 회전자 디스크(1)는 편평한 평면, 수평한 바닥부면(17) 및 수직한 측벽(18)을 가지고 있는 진공화 가능한 용기(2) 내에 놓인다. 회전자 디스크(1)는 바닥부에 바로 인접하고 바닥부면(17)에 평행하게 배열되며, 본질적으로 수직으로 정렬된 샤프트(19)에 의해 지지되고, 또한 이러한 샤프트(19)를 통해 구동될 수 있다. 회전자 디스크(1)의 회전에 의해, 특히 혼합 도구(5)에 의해, 용기(2)내에 존재하는 물질은 이동되고 무엇보다도 샤프트(19) 축 주위의 원주운동을 경험한다.
회전자 디스크(1) 즉, 운송 리브(7)의 최외곽 지점, 에지, 리지 또는 디스크로부터 가장 멀리 떨어진 평면(10)과 바닥부면 사이의 거리(21)는 상대적 작고, 약 5 내지 6mm이 범위에 있다. 도 6에는 축척(scale)를 고려하지 않은 바닥부면(17)과 회전자 디스크(1) 사이 거리(21)가 개략적으로 도시된다. 약 2000mm의 지름을 가지고 있는 디스크는 보통 10 내지 300의 분당 회전수, 예를 들면 20 내지 150rpm의 회전 속도로 회전한다.
특히 유리한 실시예의 장치는 원형 단면과 수직축을 구비한 진공 가능한 용기(2)를 구비하며, 상기 용기 내측으로 가공 합성 물질 특히 가공될 열가소성 종류인 예를 들어 PRT(폴리에틸렌 테레프타레이트)가 병(bottle), 병의 사전 몰딩(pre-molding), 포일(foil), 플레이크(flake) 등으로 구성된 그리스트(grist)형태의 공급 개구를 통해 위쪽으로부터 공급된다. 가공될 물질이 진공상태에서 처리되는 경우, 이러한 공급 개구에 잠금장치가 부착되고, 상기 개구의 잠금 챔버는 이중으로 작동하는 실린더에 의해 전진 및 후진 이동이 가능한 두 개의 슬라이더에 의해 밀봉될 수 있다. 상부에서 공급 깔때기(funnel)가 잠금장치에 부착되며, 상기 깔때기 내부로 가공될 물질이 예를 들면 컨베이어 벨트와 같은 공급 장치(미도시)에 의해 회분식(in batch) 또는 연속적으로 유입된다. 진공 장치로 이어지는 진공 라인이 잠금 챔버에 부착된다. 추가 진공 라인이 용기(2)에서부터 진공 장치로 이어진다.
용기(2)는 수직 측벽(18)과 수평 바닥부(17)를 가지고 있다. 상기 바닥부(17)에 인접하게 도구 캐리어가 배열되며, 이는 샤프트(19)상에 안착하는 수평한 원형 회전자 디스크(1)에 의해 형성되고, 상기 샤프트(19)는 완벽한 진공 방식으로 바닥부(17)를 통과하고 화살표 방향으로 회전하는 모터에 의해 구동된다. 그 표면(4)에서, 디스크는, 회전자 디스크(1)가 회전하는 동안 컨테이너(2)내에 존재하는 합성 물질에 작용하는, 회전자 디스크(1)의 원주 둘레에서 동등한 분산되는 복수의 도구(5)를 지지한다. 한편으로, 이는 축(19) 주위의 순환(circulation) 내부로 합성 물질을 이끌며, 다른 한편으로 원심력은 측벽(18)을 향해 방사상 방향으로 합성 물질을 이동시키도록 시도한다. 혼합 와류는 측벽(18)을 따라 합성 물질의 일부가 상승하는 효과로 인해 생성되며, 합성 물질의 일부는 순환이 일어나는 동안 최고점에 도달한 후 최종적으로 컨테이너 축 영역 내측로 다시 하강한다. 그러나 합성 물질의 모든 양이 이러한 상승에 관여하는 것은 아니며, 이는, 특히 컨테이너 내측에 많은 양의 합성 물질이 존재하는 경우 디스크(1)에 의해 튕겨나간 합성 물질의 일부가 디스크(1) 아래쪽 공간으로 통과하도록 시도되기 때문이다.
이와 같은 효과를 어느 정도 상쇄시키기 위해, 이러한 경우 디스크(1)는 특정 각도로 설정된 복수의 셔블(shovel)을 지지하며, 디스크의 원주 둘레에 동등한 간격으로 배열된다. 이러한 셔블은 도구(5)에 의해 디스크(1)로부터 튕겨나가는 합성 물질에 바람직하게 상방 이동가하며, 그로 인해 어느 정도는 컨테이너(2)에서 물질을 가공하는 동안 도구 캐리어의 디스크(1) 아래쪽 공간에 합성 물질의 일부분이 종국적으로 존재하는 것을 방지한다.
그러나 이러한 효과는 중요 영역 내부에 종국적으로 존재하거나 압력을 받는 합성 물질이 측벽(18) 방향으로 이동하하도록 배열되는 디스크(1)의 밑면(4)상에 본 발명에 따른 운송 리브(7)가 배열될 때까지 최적화되지 않는다. 이와 같은 방식으로 외측을 향해 이동된 합성 물질은 이후에 셔블에 의해 물리고(grasp) 다시 위쪽으로 이동될 것이다.

Claims (19)

  1. 회전자 디스크(1)로,
    중합체 처리용 용기(2) 내측에 삽입되고, 디스크 몸체(3)를 가지고 있으며, 상기 디스크 몸체(3)의 상부측(4)상에 혼합 및/또는 분쇄 도구(5)가 제공될 수 있고, 상기 디스크 몸체(3) 반대편의 밑면(6)상에 내측에서 외측까지 연장되는 복수의 운송 리브(7)가 제공되며, 작동중 상기 운송 리브에 의해 외측을 향해 중합체 입자를 이송할 수 있거나 또는 작동중 운송 리브가 회전자 디스크(1)의 중심(8)으로부터 외부로 지향된 힘을 상기 운송 리브에 의해 물린(grasped) 중합체 입자들에 가하는 것을 특징으로 하는 회전자 디스크에 있어서,
    상기 운송 리브(7)가 회전 또는 이동 방향으로 상기 밑면과 본질적으로 수직으로 그리고 일직선으로 정렬된 운송면을 구비하거나 또는 이동 방향에 대해 하류 쪽으로 경사진 숄더면을 구비하거나, 또는 본질적으로 삼각형 단면을 가지는,
    회전자 디스크.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 숄더면(12)이 상기 밑면(6)에 대해 10도 내지 35도, 특히 약 15도의 각도(δ)로 정렬되는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 디스크 몸체(3)의 두께가, 특히 1mm 이상만큼, 바람직하게는 1.5mm 내지 3.5mm만큼, 외부를 향해 감소되는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운송 리브(7)의 높이가 상기 운송 리브의 경로 방향으로 외부를 향해 증가하는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부를 향하는 상기 디스크 몸체(3)의 두께 감소가 외부를 향하는 상기 운송 리브(7)의 높이 증가와 같은 정도인 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 디스크(1)의 전체 두께가 상기 회전자 디스크의 반지름에 걸쳐 균일하고 일정한 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 몸체(3)의 두께가 내측 영역(9) 내에서 일정하며 상기 회전자 디스크(1)의 중심(8)으로부터 특정 거리(18), 바람직하게는 회전자 디스크 반지름의 60%, 특히 60% 내지 70% 사이의 거리(18)에서부터 감소가 시작되고 및/또는 상기 운송 리브(7)의 높이가 내측 영역(9) 내에서 일정하며 상기 회전자 디스크(1)의 중심(8)으로부터 특정 거리(18), 바람직하게는 회전자 디스크 반지름의 60%, 특히 60% 내지 70% 사이의 거리(18)에서부터 증가가 시작되는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부측(4)으로부터 가장 멀리 떨어진 상기 운송 리브(7)의 지점 또는 구역이 평면(10)을 형성하거나 평면(10)을 개설하는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스크 몸체(3)의 상부측(4)이 평면이고 및/또는 상기 평면(10)이 상기 상부측(4)과 평행하도록 이어지는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스크 몸체(3)의 밑면(6)이 디스크 몸체의 두께가 감소하는 영역에서 기울어지고 경사가 상기 상부측(4) 및/또는 상기 평면(10)을 향해, 특히 최대 3도, 특히 0.4도 내지 0.6도의 각도(γ)인 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스크 몸체(3)의 두께 감소가 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스크 몸체(3)의 두께 감소가 불연속적 또는 계단 형태, 필요하다면 단일 계단 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운송 리브(7)가 회전 방향으로 오목하게 만곡되는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    모든 운송 리브(7)의 곡률이 서로에 대해 동일하고 및/또는 상기 곡률이, 바람직하게는 원형의 호 형태로, 균일한 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두 개 이상의 운송 리브(7) 그룹이 제공되며, 상기 두 개 이상의 운송 리브 그룹은 상기 중심(8)으로부터 상이한 거리에서, 즉, 내측 중심 영역(14)과 외측 중심 영역(15)으로부터, 교번하여 각각 시작하는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운송 리브(7)의 외측 단부 섹션이 상기 회전자 디스크(1)의 에지에 대해 거의 접하도록 정렬되며, 특히 외측 교차각(α)이 0도 내지 25도 바람직하게는 12도 내지 18도 사이이고 및/또는 상기 운송 리브(7)의 내측 시작 섹션이 내측 중심 영역(14) 또는 외측 중심영역(15)에 대해 제1 내측 교차각(β1), 제2 내측 교차각(β2)이 0도 내지 45도 바람직하게는 15도 내지 30도로 설정되며, 제2 내측 교차각(β2)이 제1 내측 교차각(β1)보다 크고, 상기 교차각은 상기 운송 리브(7)상에 놓인 접선과 상기 회전자 디스크(1)의 에지, 상기 내측 중심 영역(14) 또는 상기 외측 중심 영역(15)상에 놓인 접선 사이에서 상기 접선의 교차지점 또는 상기 운송 리브(7)의 단부지점에서 각각 측정되는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  17. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스크 몸체(3) 내에, 필요하다면 냉매로 채워지거나 냉매가 유동하는, 하나 이상의 중공형 공간(13)이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    회전자 디스크.
  18. 합성 물질의 처리 및 컨디셔닝 장치로서,
    용기(2)를 구비하고,
    상기 용기는 특히 진공 가능하며 평평한 수평 바닥면(17)과 측벽(18)을 가지고, 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항을 따르는 상기 바닥면(17)과 인접하고 평행하며 회전 가능한 방식으로 배열되는 회전자 디스크(1)로서, 상기 용기(2) 내에 존재하는 합성 물질이 운동상태에 놓일 수 있도록 본질적으로 수직으로 정렬된 샤프트(19)에 의해 지지 및 구동 가능한 회전자 디스크(1)를 구비하는,
    합성 물질의 처리 및 상태 결정용 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 디스크 또는 상기 평면(10)으로부터 가장 멀리 떨어진 운송 리브(7)의 최외곽 지점 또는 에지와 상기 바닥면(17)사이의 거리가 디스크 몸체(3)의 두께보다 작고, 바람직하게는 3 내지 15mm, 보다 바람직하게는 4 내지 8mm인 것을 특징으로 하는,
    합성 물질의 처리 및 상태 결정용 장치.
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