KR20200130651A - 과립형 플라스틱을 공압식으로 운반하기 위한 운반 시스템 및 방법 - Google Patents

과립형 플라스틱을 공압식으로 운반하기 위한 운반 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

플라스틱 과립을 공압식으로 운반하기 위한 운반 시스템(1)은 운반 가스(14)에 함유된 습기에 대한, 플라스틱 과립(13)이 가압된 운반 가스(14)에 의해 운반 라인(6) 내로 공급되는 공급 위치(7), 공급 위치(7)와 운반 연결되는 타겟 위치(16), 및 운반 라인(6)의 내부 벽(23) 상에 슬라이딩 막을 형성하기 위해 운반 라인(6)을 운반 가스(14)에 함유된 습기의 적어도 부분적 응결을 위한 온도로 만들기 위한, 운반 라인(6)의 섹션 또는 섹션들을 따라 배치되는 응결 템퍼링 유닛(15)을 포함한다.

Description

과립형 플라스틱을 공압식으로 운반하기 위한 운반 시스템 및 방법{CONVEYING SYSTEM AND METHOD FOR PNEUMATICALLY CONVEYING GRANULATED PLASTIC}
유럽 특허 출원 EP 19 173 819.4의 내용은 참조로 통합된다.
본 발명은 플라스틱 과립(plastic granulate)을 공압식으로 운반하기 위한 운반 시스템 및 방법에 관한 것이다.
EP 3 366 618 A1은 플라스틱 과립을 운반하기 위한 운반 시스템을 개시하고, 여기서 운반 조건을 개선하기 위해 운반 라인을 따라 운반 가스 및/또는 운반될 플라스틱 과립을 가습하기(humidifying) 위한 액체가 추가된다.
본 발명의 목적은 이러한 종류의 운반 시스템을 위한 운반 조건을 더 개선하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 플라스틱 과립이 가압된 운반 가스에 의해 운반 라인 내로 공급되는 공급 위치, 및 공급 위치와 운반 연결되는 타겟 위치를 가지고, 운반 라인의 내부 벽 상에 슬라이딩 막을 형성하기 위해 운반 라인을 운반 가스에 함유된 습기의 적어도 부분적 응결(condensation)을 위한 온도로 만들기 위한, 운반 라인의 섹션 또는 섹션들을 따라 배치되는 응결 템퍼링 유닛을 포함하는, 습한 운반 가스에 의해 플라스틱 과립을 공압식으로 운반하기 위한 운반 시스템에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 운반 동안 운반 라인을 따른 적어도 일부 영역 또는 영역들에서 습한 운반 가스가 과포화되고, 응결 템퍼링 유닛에 의해 일부 섹션 또는 섹션들에서 운반 가스 밖으로 습기를 응결시킴으로써 운반 라인을 운반 라인의 내부 벽 상에 슬라이딩 막을 형성하기 위한 온도로 만드는, 공급 위치로부터 타겟 위치로 운반 라인을 따라 습한 운반 가스에 의해 운반되는 플라스틱 과립을 공압식으로 운반하기 위한 방법에 의해 더 달성된다.
본 발명에 따르면, 운반 가스에 함유된 습기가 적어도 운반 라인의 섹션을 따른 개선된 운반 조건을 위해 선택적으로 응결될 수 있음이 인지되었다. 그 액체의 적어도 부분적 응결은 액체 막이 운반 라인의 내부 벽 상에 형성되게 할 수 있다. 액체 막은 플라스틱 과립을 위한 슬라이딩 막으로서 기능한다. 슬라이딩 막에 의해, 운반 라인의 내부 벽 상의 플라스틱 과립의 입자의 마찰이 감소된다. 플라스틱 과립을 공압식으로 운반하기 위해 요구되는 운반 압력은 감소한다. 그에 의해 공압식 운반은 특히 운반 압력 피크를 감소시키면서 개선된 프로세스 안정성을 가지고 실행될 수 있다. 플라스틱 과립에 관한 마모 발생이 감소되고, 특히 방지된다.
특히, 운반 라인은 파이프라인이고, 파이프라인은 특히, 원형 내부 단면을 가진다. 다른 단면 구성이 또한 가능하다.
본 발명의 본질적 통찰은 슬라이딩 막이 운반 라인의 온도를 선택적으로 제어함으로써 응결 템퍼링 유닛에 의해 선택적으로 설정될 수 있다는 것이다. 응결 템퍼링 유닛은 능동 및/또는 수동 방식으로 구체화될 수 있는데, 즉 능동 및/또는 수동 엘리먼트를 가질 수 있다. 응결 템퍼링 유닛은 운반 라인의 섹션 또는 섹션들을 따라 배치된다. 특히, 응결 템퍼링 유닛은 운반 라인의 전방 섹션을 따라 배치된다. 특히, 응결 템퍼링 유닛은 공급 위치의 영역 또는 공급 위치 근처에 배치되고, 이 위치에서 플라스틱 과립은 가압된 운반 가스에 의해 운반 라인 내로 공급된다. 특히, 응결 템퍼링 유닛은, 특히 공급 위치로부터 시작하여, 운반 라인의 총 길이의 적어도 20%에 걸쳐, 특히 운반 라인의 총 길이의 적어도 40%에 걸쳐, 특히 운반 라인의 총 길이의 적어도 50%에 걸쳐, 특히 운반 라인의 총 길이의 적어도 70%에 걸쳐, 그리고 특히 운반 라인의 총 길이의 적어도 90%에 걸쳐 운반 라인을 따라 연장한다. 또한 응결 템퍼링 유닛이 운반 라인의 전체 길이를 따라 배치되는 것이 가능하다. 또한 응결 템퍼링 유닛이 공급 위치로부터 거리를 두고, 특히 운반 라인 상의 타겟 위치로부터 거리를 두고 형성되는 것이 가능하다.
운반된 플라스틱 과립은 이전의 과립 프로세스에서 생산되었을 수 있다. 과립 이후의 결정화 프로세스에서, 폴리머의 구조가 변경될 수 있다. 이러한 방식으로 생산된 플라스틱 과립은 운반 시스템에서 공급 위치로부터 타겟 위치로 운반된다. 플라스틱 과립을 준비하기 위한 추가적인 생산 단계 또는 프로세싱 단계는 특히, 운반 시스템 내에서 필요하지 않다. 플라스틱 과립은 공급 위치에서 완전히 완성된 형태로 이용가능하다. 플라스틱 과립은 동일한 체적 구의 2 mm 내지 5 mm의 동등한 입자 직경을 가진다.
폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌(polyethylene: PE) 또는 폴리프로필렌(polypropylene: PP) 또는 산업적 플라스틱, 특히 폴리카보네이트(polycarbonate: PC) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET)가 예를 들어, 플라스틱 과립으로서 사용된다. 본 발명에 따르면, 운반 시스템에서의 최종 운반 조건이 각각의 플라스틱 과립의 벌크 속성(bulk property)에 의해 영향받는 것이 인지되었다. 벌크 속성은 특히 부드럽거나, 단단하거나, 불안정하거나 바스러질 수 있는, 플라스틱 과립에서의 각각 추가된 첨가물에 의존하고, 따라서 특성적 마찰 행동은 매우 쉽게 슬라이딩하는 것으로부터 거의 끈적거리는 것으로 변화하고 및/또는 습기 행동은 습기-방지, 습기-흡수, 단지 피상적인 습기 및/또는 과립 입자 내로 관통하는 습기로 변화하고, 각각의 건조 행동은 다양한 플라스틱 재료에 대해 서로 다른 특성을 가진다. 슬라이딩 막의 선택적 조정능력 대신에, 운반 시스템에서의 각각의 운반 조건은 선택적으로 그리고 각각의 플라스틱 재료에 적응된 방식으로 설정될 수 있다.
특히 공기가 운반 가스로서 사용된다.
본 발명에 따른 습한 운반 가스는 적어도 60% 및 최대한 200%의 상대 습도를 가지는 운반 가스를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 맥락에서, 상대 습도는 운반 가스가 압력 및 온도의 정해진 조건 하에서 흡수할 수 있는 이러한 액체의 최대 증기 질량에 대한 운반 가스에 함유된 액체의 증기 질량의 비로서 규정된다. 따라서, 100%의 상대 습도에서, 액체를 가지는 운반 가스의 완전 포화가 존재한다. 추가적인 액체의 첨가는 운반 가스의 과포화를 유도한다. 특히, 운반 라인의 내부 벽 상의 액체의 응결을 촉진하기 위해 운반 라인을 따라 액체를 사용하여 운반 가스를 과포화시킬 수 있다.
운반 시스템의 타겟 위치는 특히, 플라스틱 과립이 패킹되고 및/또는 패키징 리셉터클 또는 운송 리셉터클로 로딩되는 영역을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 운송 리셉터클은 운송가능 리셉터클, 예를 들어, 컨테이너일 수 있다. 특히, 운반된 플라스틱 과립의 타겟 위치에서의 일시적 저장을 허용하기 위해, 적어도 하나의 타겟 리셉터클이 타겟 위치에 제공된다. 이런 의미에서, 타겟 리셉터클은 플라스틱 과립이 적어도 일시적으로, 중기로 또는 장기에 걸쳐 저장될 수 있는 정지 또는 이동 수용기이다. 타겟 리셉터클은 특히 저장 사일로(storage silo)이다. 타겟 리셉터클은 예를 들어, 적어도 1 ㎥, 특히 적어도 100 ㎥ 및 특히 적어도 1000 ㎥의 보유량을 가진다. 그러나, 타겟 리셉터클은 차량, 특히 트럭(lorry)이나 전차 상에 운송될 수 있는 리셉터클일 수 있다.
출원인에 의한 테스트(test)는 특히 운반 라인의 내부 벽에서 저온을 발생시키는 냉각 환경 온도는 운반 라인의 내부 벽 상에 습한 운반 가스의 흐름으로부터의 응결의 증착을 촉진시키는 것을 나타내었다. 이러한 벽 응결에 의해 습기를 위한 추가적이고 매우 효과적인 운송 메커니즘이 가능하다. 특히, 이러한 운송 메커니즘은 액체의 흐름에 더하여 막, 스트리크(streak) 및/또는 비말(droplet)로서 동작한다. 액체는 전형적으로 플라스틱 과립을 사용한 흡기현상(entrainment)에 의해 운송된다. 벽 응결은 운반 라인의 내부 원주 위에 그리고 운반 라인의 길이에 따른 습기의 분배를 촉진시킨다. 어쨌든 이끌려온 액체는 더 효과적으로 사용된다. 운반 조건이 개선된다.
특히, 운반 시스템은 매달림 운반 또는 가닥가닥의 운반에 의한 공기 수송(pneumatic conveyance)을 위해 사용된다. 매달림 운반 또는 가닥가닥의 운반의 경우에, 운반 가스의 속도는 비교적 높은데, 특히 플러그에서의 운반의 경우에서보다 더 높고, 비어있는 운반 라인에 대해 각 경우에, 특히 적어도 10 m/s, 특히 적어도 12 m/s, 특히 적어도 14 m/s, 특히 적어도 16 m/s, 특히 적어도 18 m/s, 특히 적어도 20 m/s, 특히 적어도 22 m/s 및 특히 적어도 25 m/s이다. 로딩, 즉 플라스틱 과립 대 운반 가스의 비(ratio)는 특히 30 kg/kg 미만, 특히 25 kg/kg 미만, 특히 20 kg/kg 미만, 특히 15 kg/kg 미만, 특히 12 kg/kg 미만 및 특히 10 kg/kg 미만이다.
운반 라인이 타겟 위치 근처의 타겟 섹션을 따른 응결 템퍼링 유닛 없이 구체화되고 및/또는 타겟 섹션에서의 운반 라인을 운반 라인의 내부 벽 상의 응결을 회피하기 위한 온도로 만들기 위한 증발 템퍼링 유닛을 가지고, 특히 타겟 섹션은 타겟 섹션을 따른 운반 압력 차이가 최대한 총 운반 압력의 30%이게 하는 타겟 섹션 길이를 가지는 운반 시스템은, 운반 라인의 타겟 섹션에서의 응결 형성의 선택적 억제 및/또는 회피를 허용한다. 이것은 운반 라인이 타겟 섹션을 따른 응결 템퍼링 유닛 없이 구체화된다는 사실에 의해 달성된다.
추가로 또는 대안으로서, 증발 템퍼링 유닛은 응결 형성을 방지하기 위해 타겟 섹션을 따라 제공될 수 있다. 예를 들어, 플라스틱 과립에서의 잔열로 인해, 예를 들어, 운반 라인의 내부 벽 상에 및/또는 플라스틱 과립 위에 있는 액체가 증발할 수 있음을 알게 되었다. 습기가 타겟 위치 및, 특히 적어도 하나의 타겟 리셉터클과 멀리 떨어져서 획득될 위험이 감소하고, 특히 방지된다. 증발 템퍼링 유닛은 능동 및/또는 수동 엘리먼트, 예를 들어, 가열, 특히 전기 가열된 절연 층, 열 전달 액체를 가지는 더블 튜브 장치, 운반 라인의 내부 벽에 대한 선택적 열 입력 및/또는 펠티에 엘리먼트(Peltier element)에 의한 운반 라인의 가열을 위한 운반 라인 내부의 적외선 히터를 가질 수 있다. 타겟 섹션은 특히, 타겟 섹션을 따른 운반 압력 차이가 최대한 총 운반 압력의 30%로 되게 하는 타겟 섹션 길이를 가진다. 특히, 타겟 섹션을 따른 운반 압력 차이는 최대한 총 운반 압력의 20% 및 특히 최대한 총 운반 압력의 10%이다.
특히, 응결 템퍼링 유닛을 위한, 쉐이딩 엘리먼트(shading element), 수동 냉각 엘리먼트 및/또는 열적 절연 엘리먼트로서 구체화되는 적어도 하나의 수동 엘리먼트는 저렴한 실시예를 허용한다. 응결 템퍼링 유닛을 제공하기 위한 장치에 관한 비용이 저렴하다. 수동 엘리먼트는 특히, 운반 라인 위에 배치되고 태양 복사, 바람 및 비, 우박 및/또는 눈과 같은 강수량과 같은 환경적 영향으로부터의 보호를 제공하는 쉐이딩 엘리먼트이다. 쉐이딩 엘리먼트는 고정된 방식으로 설치된 지붕, 특히 박공 지붕(gabled roof) 또는 싱글-피치 루프(single-pitch roof)로서 구체화될 수 있다. 쉐이딩 엘리먼트는 또한 방수포(tarpaulin)의 형태인 텍스타일 엘리먼트(textile element)에 의해 구현될 수 있다. 수동 쉐이딩 엘리먼트는 예를 들어, 운반 라인에 대한 지붕 표면의 경사각이 가변적인, 가변 배치를 허용하는 방식으로 구체화될 수 있다.
추가로 또는 대안적으로, 응결 템퍼링 유닛은 특히, 운반 라인의 외부 측 상에 열적 절연 층으로서 설치되는 열적 절연 엘리먼트를 가질 수 있다. 특히, 열적 절연 엘리먼트는 전체 외부 원주를 따라 또는 운반 라인의 세로 축의 원주 방향으로 적어도 300°에 걸쳐, 특히 적어도 270°, 특히 적어도 225°, 및 특히 적어도 180°에 걸쳐 연장한다.
열적 절연 엘리먼트는 특히, 절연 재료, 예를 들어, 광물면(mineral wool)으로부터 생산된다. 광물면은 특히, 열적 절연을 위해 사용된다. 열적 절연을 위한 절연 재료가 0.02 W/mK 내지 0.06 W/mK의 열 전도성을 가진다면 유용하다.
냉각에 대한 절연을 위해, 발포폴리스티렌(polystyrene foam: XPS) 및/또는 폴리우레탄(polyurethane: PUR)이 예를 들어, 절연 재료로서 사용될 수 있다. 냉각에 대한 절연을 위한 절연 재료는 유용하게는 0.02 W/mK 내지 0.05 W/mK의 범위에서의 열 전도성을 가진다. 열적 절연 층은 유용하게는 30 mm 내지 150 mm의 층 두께를 가진다. 열적 절연 층의 층 두께는 특히, 플라스틱 과립의 온도 및/또는 운반 라인의 직경에 의존한다.
출원인에 의한 테스트는 운반 라인의 특정 섹션으로부터 열적 절연 엘리먼트를 선택적으로 생략하는 것이 유용함을 나타냈다. 특히, 운반 라인의 파이프 벤드(pipe bend)가 과립 입자와 파이프라인 내부 벽 사이의 마찰열이 더 효과적으로 환경으로 소멸되게 할 수 있도록 열적 절연 엘리먼트 없이 구체화된다면 유용하다.
추가로 또는 대안적으로, 수동 엘리먼트는 또한 운반 라인의 외부 측 상에 정적으로 배치되는, 예를 들어 냉각 핀의 형태인 수동 냉각 엘리먼트일 수 있다. 냉각 핀을 통해, 유효하고 간단한 방식으로 운반 라인으로부터 환경으로 열이 소멸될 수 있다.
특히 응결 템퍼링 유닛의 능동 가열 엘리먼트 및/또는 능동 냉각 엘리먼트로서 구체화되는 적어도 하나의 능동 엘리먼트는 운반 라인의 내부 벽에서의 온도가 직접 영향받게 할 수 있다. 능동 엘리먼트는 운반 라인의 선택적 온도 제어를 촉진한다. 특히, 운반 라인의 내부 벽에서의 온도가 선택적으로 설정되게 할 수 있고, 특히 설정포인트(setpoint) 온도, 특히 설정포인트 온도 범위가 유지되게 할 수 있다. 능동 엘리먼트는 예를 들어, 능동 냉각 엘리먼트, 특히 냉각 유닛 및/또는 열 교환기의 형태이다.
추가로 또는 대안으로서, 능동 엘리먼트는 가열 엘리먼트로서 구체화될 수 있다.
특히, 능동 엘리먼트가 열 교환기로서 구체화된다. 열 교환기는 일부 섹션 또는 섹션들에서 바깥에서 운반 라인을 둘러싸는 추가적인 튜브를 가지는 더블 튜브 장치로서 구체화될 수 있다. 열 전달 유체, 특히 액체, 특히 물이 흐르는 간극(interspace)은 추가적인 튜브의 내부 벽과 운반 라인의 외부 벽 사이에 형성된다. 열 교환기는 열 전달 유체의 온도에 의존하여, 운반 라인을 가열하거나 냉각하도록 사용될 수 있다.
특히, 추가적인 튜브는 운반 라인의 윤곽에 대응하는 단면 윤곽을 가진다. 특히, 추가적인 튜브는 운반 라인과 동심으로 배치된다. 특히, 간극은 링 형상으로 구체화된다. 추가적인 튜브의 내부 벽과 운반 라인의 외부 벽 사이의 간격(clearance)은 간극의 원주를 따라 일정하다.
특히, 더블 튜브 장치는 역전류 장치로서 동작된다. 이것은 열 전달 유체의 흐름 방향이 운반 가스의 운반 방향에 반대로 지시됨을 의미한다. 이것은 운반 가스의 압력-유발 과포화가 최저일 때 더블 튜브 장치의 시작부의 냉각이 가장 효과적인 것을 보증한다. 또한, 더블 튜브 장치를 등전류(co-current) 장치로서 동작시키는 것이 가능하다. 또한, 특히 열 전달 유체로서 온도 제어 오일을 사용할 수 있다. 더블 튜브 장치는 능동 냉각 또는 능동 가열을 위해 사용될 수 있다.
능동 냉각 엘리먼트가 냉각 액체를 가지는 더블 튜브 장치로서 구체화되면, 유용하게 냉각수 네트워크에 연결될 수 있다. 이것은 능동 냉각 엘리먼트가 복잡하지 않고 저렴한 방식으로 동작되게 할 수 있다.
운반 라인을 따른 서로 다른 섹션에서, 서로 다른 열 전달 유체 온도에서, 즉 서로 다른 냉각 액체 온도 또는 서로 다른 온수 또는 온도 제어 오일 온도에서 능동 엘리먼트를 동작시키는 것이 가능하다. 다양한 열 전달 유체 온도는 섹션별로 운반 라인의 내부 벽에서의 온도의 가변적 적응 및 설정을 허용한다.
특히 응결 템퍼링 유닛 및 적어도 하나의 온도 센서 및/또는 운반 라인 및/또는 가압된 가스 라인에서의 습도 측정을 위한 센서와 신호 통신하는, 슬라이딩 막의 형성을 위한 운반 라인의 내부 벽에서의 온도를 제어하기 위한 제어 유닛은 운반 시스템을 가지는 운반 조건의 신뢰성을 증가시킨다. 운반 라인의 내부 벽에서의 온도가 선택적으로 설정될 수 있고 원하는 설정포인트 온도 범위에서 신뢰성있게 유지될 수 있다는 사실에 의해, 슬라이딩 막의 선택적 형성 및 유지보수가 가능하다. 특히, 주변 온도, 운반 라인의 내부 벽에서의 온도 및 운반 라인에서의 온도를 측정하기 위해 복수의 온도 센서가 제공된다면 유용하다. 추가로, 운반 라인 및/또는 가압된 가스 라인에서의 수분 함량을 측정하기 위해 센서가 제공된다. 가압된 가스 라인은 특히, 공급 위치에 연결되고 운반 가스를 압력 하에서 운반 라인 내로 공급하도록 사용된다. 이들 센서는 제어 유닛과 신호 통신 상태에 있다. 센서에 의해 전송된 측정 값은 입력 변수, 특히 제어 프로세스를 위한 조작된 변수로서 사용된다. 특히, 제어 유닛은 응결 템퍼링 유닛, 특히 운반 라인의 선택적 온도 제어를 위한 그리고 운반 라인의 내부 벽에서의 온도의 제어를 위한 적어도 하나의 수동 엘리먼트 및/또는 적어도 하나의 능동 엘리먼트와 신호 통신 상태에 있다.
특히, 응결 템퍼링 유닛의 영역에 배치되는, 운반 라인의 내부 벽 상에 형성되는 슬라이딩 막의 선택적 분배를 위한 분배 유닛은 슬라이딩 막의 유용한 사용을 허용하는데 그 이유는 슬라이딩 막이 운반 라인의 내부 벽 상에 선택적으로 분배되기 때문이다. 특히, 적어도 하나의 분배 유닛이 제공된다. 복수의 분배 유닛은 운반 라인을 따라, 특히 직렬로 그리고 특히 이격되어 배치될 수 있다. 분배 유닛의 선택적 배치는 운반 라인을 따른 운반 조건이 섹션별로 선택적으로 설정되게 할 수 있다.
분배 유닛은 운반 흐름에서 선회(swirl)를 발생시키기 위한 적어도 하나의 선회 베인(swirl vane)을 가지고, 적어도 하나의 선회 베인이 운반 라인 내에, 특히 운반 라인의 직선의, 특히 수평으로 배향된 섹션을 따라 배치되고, 분배 유닛이 운반 라인에서 유체 흐름을 편향시키기 위한 적어도 하나의 편향 엘리먼트를 가지고, 적어도 하나의 편향 엘리먼트는 특히 운반 라인의 내부 벽 상에 고정되는 조절 장치(baffle)로서 특히 구체화되고, 및/또는 특히, 운반 라인의 내부 벽 상에 통합된 방식으로 구체화되는 가이드 그루브로서 구체화되고, 가이드 그루브는 특히, 내부 벽 상의 새겨진 피처(impressed feature)로서 구체화되고, 분배 유닛이 슬라이딩 막의 분배를 위한 가스의 추가적인 공급을 위해 운반 라인에 연결되는 적어도 하나의 가스 공급 엘리먼트를 가지고, 특히 분배 유닛의 영역에서, 운반 라인의 내부 벽이 특히 90°미만, 특히 50°미만, 특히 30°미만, 특히 10°미만인 접촉 각을 가지는 친수성 습윤 표면(hydrophilic wetting surface)으로 구체화되는, 분배 유닛의 실시예는 슬라이딩 막의 형성 및/또는 유지보수의 관점에서 특히 유용한 것으로 증명되었다.
본 발명에 따른 친수성 습윤 표면은 특히 섹션별로, 그리고 특히 어떠한 분배 유닛도 제공되지 않는 섹션에서 운반 라인의 내부 벽의 모든 섹션 상에 구체화될 수 있다.
특히 별개의 액체 연결에 의해 액체를 첨가함으로써 운반 가스 및/또는 플라스틱 과립을 가습화하기 위한 가습 유닛(humidification unit)은 액체, 특히 물의 첨가를 간소화시킨다. 가습 유닛은 운반 가스 및/또는 플라스틱 과립을 가습화하도록 사용된다. 가습 유닛에 의해, 특히, 플라스틱 과립 및/또는 운반 가스에 그와 같은 액체량을 추가할 수 있어서 운반 가스는 운반 동안 운반 라인을 따라 적어도 일부 영역 또는 영역들에 액체로 과포화된다. 운반 가스 및/또는 플라스틱 과립을 가습화하기 위한 액체로서, 물, 특히 탈염수가 사용된다. 가습 유닛은 특히, 운반 가스 및/또는 플라스틱 과립에 직접 액체를 첨가하기 위해 별개의 액체 연결을 포함한다. 특히 운반 라인 상에, 특히 운반 경로를 따라 배치되는 복수의 가습 유닛을 제공할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 이미 습윤한 플라스틱 과립을 운반 가스에 첨가함으로써 가습 유닛이 통합적으로 형성될 수 있어서, 습기의 첨가로 공기압 운반을 위한 사전조건을 보증한다. 이 경우에, 별개의 액체 연결로부터의 액체의 공급이 불필요할 수 있다. 습윤한 플라스틱 과립으로서, 특히, 수중 과립 후에, 특히 기계적 탈수에 의해 건조되지 않았거나 단지 불완전하게 건조된 과립형 폴리올레핀을 사용할 수 있다. 습윤한 플라스틱 과립을 사용함으로써 가습을 위한 장치에 관한 경비가 감소된다.
본 발명에 따른 방법은 운반 라인의 내부 벽 상의 슬라이딩 막의 형성이 선택적 온도 제어에 의해 설정될 수 있다는 통찰을 이용한다.
운반 라인의 내부 벽에서의 온도가 운반 흐름의 온도에 따라 설정될 수 있고, 특히: TIW - TF = -100 K...+30 K, 특히 TIW - TF = -30 K...0 K 및, 특히 TIW - TF = -15 K...0 K, 특히 운반 라인의 내부 벽에서의 온도가 제어 유닛에 의해 제어되고, 제어 유닛이 특히 응결 템퍼링 유닛과 그리고 적어도 하나의 온도 센서 및/또는 운반 라인에서의 습도 측정을 위한 센서와 신호 통신 상태에 있는 방법은, 운반 조건을 위해 특히 유용한 온도 범위를 보증한다. 한편으로 운반 라인의 내부 벽에서의 온도 및 운반 흐름의 온도가 슬라이딩 막의 형성에 영향을 미치는 것이 인지되었다. 운반 흐름의 온도는 운반 가스의 온도 및 플라스틱 과립의 온도를 포함하는 혼합 온도이다. 운반 라인의 내부 벽에서의 온도에 대한, 운반 흐름, 즉 운반 라인 내의 온도의 온도 기울기(gradient)는 -100 K 내지 +30 K의 범위에 있다면 유용하다는 것이 발견되었다. 예를 들어, 150℃의 운반 흐름의 온도에서, 운반 라인의 내부 벽에서의 유용한 온도 범위는 50℃ 내지 180℃이다. 운반 흐름의 온도보다 낮은 30℃로부터 운반 흐름의 온도의 값까지의 운반 라인의 내부 벽에서의 온도를 위한 온도 범위 및 특히, 운반 흐름의 온도보다 낮은 15℃로부터 운반 흐름의 온도의 값까지의 온도 범위가 특히 유용한 것으로 증명되었다.
운반 라인의 내부 벽에서의 온도의 제어는 슬라이딩 막의 신뢰성있는 형성을 허용한다.
운반 라인의 내부 벽에서의 온도(TIW)가 응결 템퍼링 유닛 없이 및/또는 운반 라인의 내부 벽 상에 응결을 회피하기 위해 증발 템퍼링 유닛에 의해 운반 라인의 타겟 위치 근처의 타겟 섹션을 따라 설정되고, 특히 타겟 섹션을 따른 운반 압력 차이가 최대한 총 운반 압력의 30%이도록 타겟 섹션이 타겟 섹션 길이를 가지는 방법은 운반 라인의 타겟 섹션을 따른 응결의 신뢰성있는 회피를 허용한다.
운반 가스는 가습 유닛에 의해, 특히 별개의 액체 연결에 의해 플라스틱 과립 및/또는 운반 가스에 운반 동안 운반 라인을 따른 적어도 일부 영역 또는 영역들에서 액체로 과포화되는 양의 액체를 첨가하는 것은, 운반 가스 및/또는 플라스틱 과립의 가습화를 간소화한다.
특허 청구범위에 표시된 피처 및 본 발명에 따른 운반 시스템의 후속하는 예시적인 실시예에 표시된 피처 둘 다는 각각 본 발명에 따른 주제를 더 개발하기 위해 격리되거나 조합하는 것이 적합하다. 피처의 각각의 조합은 본 발명의 주제의 추가적인 개발의 관점에서 임의의 제한을 나타내는 것이 아니라 실질적으로 순전히 예시적인 성격이다.
본 발명의 추가적인 피처, 장점 및 상세는 도면을 참조하여 예시적인 실시예의 다음의 설명에서 발견될 것이다.
도 1은 수동 엘리먼트를 갖춘 응결 템퍼링 유닛을 가지는 본 발명에 따른 운반 시스템의 개략적인 예시를 도시한다.
도 2는 도 1에서의 섹션 라인 II - II에 따른 개략적 단면 예시를 도시한다.
도 3은 운반 라인에서의 플라스틱 과립의 공기압식 운반의 부분적 투시도를 도시한다.
도 4는 열적 절연 엘리먼트의 형태의 수동 엘리먼트를 가지는 다른 실시예에 따른 운반 시스템의, 도 1에 대응하는 예시를 도시한다.
도 5는 도 4에서의 섹션 라인 V - V에 따른 개략적 단면 예시를 도시한다.
도 6은 수동 엘리먼트를 가지는 다른 실시예에 따른 운반 시스템의, 도 1에 대응하는 예시를 도시한다.
도 7은 응결 템퍼링 유닛을 위한 능동 냉각 엘리먼트 및 증발 템퍼링 유닛을 가지는 다른 실시예에 따른 운반 시스템의, 도 1에 대응하는 예시를 도시한다.
도 8은 선회 베인의 형태로의 분배 유닛을 가지는 운반 라인의 개략적 투시도를 도시한다.
도 9는 도 8에서의 섹션 라인 IX - IX에 따른 섹션을 도시한다.
도 10은 분배 유닛이 가이드 그루브의 형태의 편향 엘리먼트를 가지는 도 8에 대응하는 예시를 도시한다.
도 11은 가스 공급 엘리먼트로서의 분배 유닛을 가지는 도 8에 대응하는 예시를 도시한다.
도 1 내지 도 3에서 1로 표시된 운반 시스템은 특히 리셉터클(2)에 저장된 플라스틱 과립의 매달림 운반 또는 가닥가닥의 운반인, 공압식 운반을 위해 사용된다. 리셉터클(2)은 저장 위치(3)에 배치된다.
도시된 예시적 실시예에 따라, 회전 피더로서 구체화되는 공급 미터링 유닛(5)에 의해, 플라스틱 과립은 공급 위치(7)에서 리셉터클(2)로부터 운반 라인(6)에 미터링 방식으로 공급된다.
또한 별개의 공급 미터링 유닛(5)에 의해 운반 라인(6)에 각각 연결되는 복수의 리셉터클(2)을 제공할 수 있다. 그러나, 또한 플라스틱 과립이 업스트림 프로세스(upstream process)로부터, 특히 압출기 이후의 과립 디바이스에서 사전-미터링 형태로 도달할 수 있다.
공급 위치(7)에서, 운반 라인(6)에 공급된 플라스틱 과립은 가압된 운반 가스를 공급받는다. 운반 가스는 공기이다. 운반 공기는 필터(9) 및 압력 발생기(10), 예를 들어 컴프레서 또는 블로우어의 형태로 압축된 공기 소스(8)로부터 공급된다.
도시된 예시적인 실시예에 따르면, 가습 유닛(11)이 공급 위치(7)의 압축 공기 라인(12) 업스트림에 연결된다. 압축 공기 라인(12)은 압축 공기 소스(8)를 공급 위치(7)에 연결하고 운반 라인(6) 내로 개방한다. 압축 공기는 가습 유닛(11)에 의해 액체 공급까지 압축 공기 라인(12)을 따라 운송된다. 압축 공기는 액체의 첨가에 의해 습윤해지고 습한 운반 가스로서 공급 위치(7)에 운반된다.
플라스틱 과립(13) 및 습한 운반 가스(14)의 혼합물은 운반 라인(6)을 따라 흐른다. 혼합물의 흐름 방향은 흐름 화살표(14a)에 의해 특징화된다. 운반 라인(6)을 따라, 운반 가스(14)의 흐름 방향은 플라스틱 과립(13)의 흐름 방향에 대응한다.
가습 유닛(11)에 더하여 또는 그에 대한 대안으로서, 적어도 하나의 추가 가습 유닛은 공급 위치(7)의 다운스트림, 특히 운반 라인(6)을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 운반 가스를 적시기 위해 사용되는 습기인, 습윤성 플라스틱 과립이 운반되는 경우에 추가적인 액체 공급에 의해 가습이 필요없게 할 수 있다. 이 경우에, 운반 가스에 액체를 방출하는 습윤한 플라스틱 과립이 가습 유닛으로서 해석된다.
응결 템퍼링 유닛(15)은 운반 라인(6)의 섹션에 배치된다. 응결 템퍼링 유닛(15)은 운반 라인(6)을 따라 공급 위치(7)와 타겟 위치(16) 사이에 배치된다. 타겟 위치(16)는 운반 라인(6)에 의해 운반의 관점에서 공급 위치(7)에 연결된다. 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 3개의 타겟 리셉터클(17)이 타겟 위치(16)에 배치된다. 각 타겟 리셉터클(17)은 배기가스 공기 필터(18) 및 운반 라인(6)으로부터 플라스틱 과립을 공급하기 위한 공급 부재(19)를 가진다.
도시된 예시적인 실시예에 따르면, 응결 템퍼링 유닛(15)은 쉐이딩 엘리먼트(20) 형태의 수동 엘리먼트를 가진다. 쉐이딩 엘리먼트(20)는 박공 지붕으로서 구체화된다. 쉐이딩 엘리먼트(20)는 도 1에 기호적으로 예시되는 외부 환경 영향(21)으로부터 그 아래에 배치된 운반 라인(6)을 보호한다. 외부 환경 영향(21)은 환경에서의 온도 변화를 야기할 수 있고 및/또는 직접 태양 방사선의 형태로 또는 운반 라인(6) 상의 비의 형태로 운반 라인(6) 상에 직접 작용할 수 있다. 주변 온도 영향에서의 변화는 운반 라인(6) 상에 그리고 운반 라인(6) 내의 온도에 영향을 미친다. 관련된 환경 영향(21)은 예를 들어, 태양 방사선, 운량(cloud cover), 비, 우박, 눈, 태풍, 뇌우(thunderstorm)와 같은 강수량 및 일광 및/또는 계절의 변화이다.
도시된 예시적인 실시예에 따르면, 응결 템퍼링 유닛(15)은 운반 라인(6)의 총 길이의 20% 미만인 길이를 따라 연장한다. 운반 라인(6)의 총 길이는 공급 위치(7)와 타겟 위치(16) 사이의 운반 경로로부터 획득된다. 운반 라인(6)의 총 길이는 다양한 운반 라인 섹션의 개개 길이의 합계에 대응한다. 응결 템퍼링 유닛(15)은 또한 운반 라인의 총 길이의 적어도 50%에 걸쳐, 특히 적어도 60%에 걸쳐, 특히 적어도 70%에 걸쳐, 특히 적어도 80%에 걸쳐, 특히 적어도 90%에 걸쳐, 그리고 특히 운반 라인(6)의 전체 운반 길이에 걸쳐 연장할 수 있다.
특히, 응결 템퍼링 유닛이 공급 위치(7)에 바로 인접하는 운반 라인(6)의 섹션에 배치된다.
특히, 공급 위치(7)와 응결 템퍼링 유닛(15)의 시작 사이에 배치되는 운반 라인(6)의 초기 섹션이 제공된다. 특히, 어떤 응결 템퍼링 유닛(15)도 초기 섹션에 배치되지 않는다. 운반 라인(6)의 초기 섹션의 길이는 특히, 운반 라인(6)의 총 길이의 적어도 2%, 특히 운반 라인(6)의 총 길이의 적어도 5%, 특히 운반 라인(6)의 총 길이의 적어도 10%, 특히 운반 라인(6)의 총 길이의 적어도 20%, 및 특히 운반 라인(6)의 총 길이의 적어도 50%이다.
도시된 예시적인 실시예에 따르면, 응결 템퍼링 유닛(15)은 운반 라인(6)이 수평으로 연장하는 영역에 배치된다. 응결 템퍼링 유닛(15)은 또한 특히, 운반 라인(6)이 수평에 관하여 경사지고, 특히 수직으로 향해지는 운반 라인(6)의 모든 다른 섹션에 배치될 수 있다.
운반 시스템(1)에서의 플라스틱 과립(13)의 공기압식 운반은 이하에 더 상세하게 설명된다. 플라스틱 과립(13)은 공급 미터링 유닛(5)에 의해 리셉터클(2)로부터 운반 라인(6)의 공급 위치(7) 내로 공급되고, 압축된 공기 라인(12)을 통해 습한 운반 가스(14)로 가압된다. 가압된 운반 가스(14) 및 플라스틱 과립(13)은 특히, 매달림 운반 또는 가닥가닥 운반에 의해, 운반 라인(6)을 따라 공급 위치(7)로부터 타겟 위치(16)에서의 타겟 리셉터클(17)로 공압식으로 이동된다. 운반 가스의 가습화는 특히, 운반 가스가 과포화되도록, 즉 100% 이상의 상대 습도를 가지도록 수행된다. 운반 가스의 포화 상태는 특히, 운반 라인(6)에서의 압력 및 온도에 의존한다.
특히 응결 템퍼링 유닛(15)에 의한 운반 라인(6)의 온도 제어로 인해, 운반 라인(6)에서의 운반 조건은 운반 가스가 과포화 상태에 있어서, 그 결과로 운반 가스에서의 액체가 응결하도록 선택적으로 영향받는다. 응결 액체는 운반 라인(6)의 내부 벽(23) 상에 몰아넣어지고 플라스틱 과립(13)을 위한 슬라이딩 막으로서 기능하는 액체 막(24)을 형성한다. 슬라이딩 막(24)은 내부 벽(23) 상의 원주를 따른 및/또는 운반 라인(6)의 세로 축(25)을 따른 일부 섹션 또는 섹션들에 형성될 수 있다. 특히, 슬라이딩 막(24)은 내부 벽(23)의 원주를 따른 전체 표면 위에 형성된다.
응결 템퍼링 유닛(15)에 의해, 운반 라인(6)의 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)는 운반 흐름의 온도(TF)보다 낮은 15°K와 운반 흐름의 온도(TF) 사이에 대응하는 유용한 온도 범위에 설정될 수 있다. 운반 흐름의 온도(TF)는 운반 가스(14)의 온도와 플라스틱 과립(13)의 온도(TK)를 포함하는 혼합 온도(TG)이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 다른 실시예가 이하에 설명된다. 동일한 부호의 부분은 이전 실시예에서와 동일한 참조 부호로 주어지며, 그 설명은 생략한다. 설계상 다르지만 기능적으로 유사한 부분은 동일한 부호 뒤에 a가 후속된다.
하나의 차이점은 응결 템퍼링 유닛(15a)이 도시된 예시적인 실시예에 따라, 각각 열적 절연 엘리먼트(26)로서 구체화되는 복수의 수동 엘리먼트를 가진다는 것이다. 열적 절연 엘리먼트(26)는 서로 별개로 형성된다. 열적 절연 엘리먼트(26)는 그 길이는 다르지만, 동일한 방식으로 구체화된다. 달성될 온도 제어에 따라, 운반 라인(6)을 따라 서로 다른 열적 절연 효과, 즉 서로 다른 온도 제어 효과를 개발하는 서로 다른 설계의 열적 절연 엘리먼트를 제공할 수 있다.
도시된 예시적인 실시예에 따르면, 열적 절연 엘리먼트(26)는 내부 벽(23) 반대에 배치된 외부 벽(27) 상의 운반 라인(6)의 전체 원주 주변에 배치되는 환형 원통의 형태인 절연 층으로서 구체화된다. 또한 열적 절연 엘리먼트(26)는 운반 라인(6)의 외측 원주를 따른 특정 영역 또는 영역들에 걸쳐서만 연장하는 절연 층으로서 구체화될 수 있다. 절연 층은 운반 라인(6)의 외부 벽(27) 상의 외측 원주를 따라 배치되는 복수의 층 섹션으로 이루어질 수 있다.
도시된 예시적인 실시예에 따르면, 절연 층(26)은 특히 운반 라인(6)의 벽 두께(sL)보다 더 큰 층 두께(sI)를 가진다. 특히: sI≥5·sL, 특히 sI≥10·sI, 특히 sI≥15·sL 그리고 특히 sI≥20·sL이다.
특히, 층 두께(sI)는 운반 라인(6)의 외부 직경(D)보다 작다. 특히: sI≤0.6·D, 특히 sI≤0.2·D 및 특히 sI≤0.1·D 이다.
도시된 예시적인 실시예에 따르면, 운반 라인(6)의 개개의 섹션은 열적 절연 엘리먼트(26) 없이 구체화된다. 특히, 파이프 벤드(pipe bend)(28)는 열적 절연 엘리먼트(26) 없이 구체화된다.
운반 라인(6)은 타겟 위치(16) 근처에 있는 타겟 섹션(29)을 가진다. 타겟 섹션(29)은 타겟 섹션 길이(lZ)를 가진다. 타겟 섹션 길이(lZ)는 운반 압력 차이(ΔpF)인 타겟 섹션(29)을 따른 lZ가 규정된 최대 값을 초과하지 않도록 결정된다. 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 규정된 최대 값은 최대한 총 운반 압력(pF)의 30%이다. 총 운반 압력은 운반 가스(14)가 공급 위치(7)에서 압축된 공기 라인(12)에 의해 운반 라인(6)에 공급되는 운반 압력이다. 운반 압력 차이는 타겟 섹션의 시작부에서의 운반 압력(pFA)과 타겟 섹션(29)의 단부에서의 운반 압력(pFE) 사이의 차이의 결과이다.
응결 템퍼링 유닛(15a)이 타겟 섹션(29) 내에 의도적으로 제공된다는 사실에 의해, 액체는 운반 가스(14)에서 증발할 수 있다. 그에 의해 응결 형성이 감소되고, 특히 방지된다. 액체가 타겟 위치(16)에 도달할, 특히 타겟 리셉터클(17) 내로 들어갈 위험이 감소하고, 특히 방지된다.
추가로 또는 대안적으로, 증발 템퍼링 유닛(42)은 타겟 섹션(29)에 제공될 수 있고, 상기 유닛은 도 7에 도시된 실시예에 의해 이하에 더 상세하게 설명된다.
운반 시스템(1a)에서, 응결 템퍼링 유닛(15a)은 운반 라인(6)을 따라, 초기 섹션(30)을 따라 배치된다. 초기 섹션(30)은 공급 위치(7)에서 시작하고 타겟 섹션(29)까지 연장한다. 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 운반 라인(6)은 초기 섹션(30) 및 타겟 섹션(29)을 제외하고 이루어진다. 운반 라인(6)은 초기 섹션 길이(lA) 및 타겟 섹션 길이(lZ)의 합계에 대응하는 총 길이(lges)를 가진다.
다른 실시예는 도 6을 참조하여 이하에 설명된다. 동일한 설계의 일부에는 이전의 실시예에서와 동일한 참조 부호가 제공되고, 그 설명은 생략된다. 설계상 다르지만 기능적으로 유사한 부분에는 b가 후속되는 동일한 참조 부호가 제공된다.
이전의 실시예에 관한 하나의 중요한 차이는 초기 섹션(30) 내의 절연 엘리먼트(26)에 의해 운반 라인(6)이 실질적으로 완전히 절연되도록 응결 템퍼링 유닛(15b)이 구체화된다는 것이다. 특히, 절연 엘리먼트(26)는 또한 파이프 벤드(28)에 배치된다.
추가로 또는 대안적으로, 증발 템퍼링 유닛(42)은 타겟 섹션(29)에 제공될 수 있고, 상기 유닛은 도 7에 도시된 실시예에 의해 이하에 더 상세하게 설명된다.
다른 실시예는 도 7을 참조하여 이하에 설명된다. 동일한 설계의 일부에는 이전의 실시예에서와 동일한 참조 부호가 제공되고, 그 설명은 생략된다. 설계상 다르지만 기능적으로 유사한 일부는 동일한 참조 부호 뒤에 c가 후속된다.
이전의 실시예에 대하여 하나의 상당한 차이는 응결 템퍼링 유닛(15c)이 능동 냉각 엘리먼트(31)의 형태로의 능동 엘리먼트를 가진다는 것이다. 능동 냉각 엘리먼트(31)는 운반 라인(6)과 동심원으로 배치되는 추가적인 튜브(32)를 가지는 더블 튜브 장치로서 구체화된다. 추가적인 튜브(32)와 운반 라인(6) 사이의 간극에서의 냉각액, 특히 물이 운반 라인(6)의 외부 벽(27)을 냉각하도록 사용될 수 있다. 냉각액의 흐름 방향(33)이 플라스틱 과립(13) 및 운반 가스(14)의 운반 방향(34)에 반대로 배향되도록 냉각액이 간극에 공급되고 그로부터 배출된다. 능동 냉각 엘리먼트(31)는 역전류 방법에 의해 동작된다.
능동 냉각 엘리먼트(31)에 의해, 운반 라인(6)의 외부 벽에서의 열 소실이 선택적으로 영향받을 수 있다. 특히, 운반 조건 및/또는 외부 환경 조건에 따라 적응된 열 소실이 가능하다. 특히, 능동 냉각 엘리먼트(31)에 의해 가능해지는 열 소실이 냉각액의 온도 및/또는 냉각액의 흐름 속도에 의해 영향받을 수 있다.
운반 시스템(1c)은 더욱이 개략적으로 예시된 제어 유닛(35)을 가진다. 제어 유닛(35)은 운반 라인(6)의 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)의 제어를 허용한다. 제어 유닛은 특히 응결 템퍼링 유닛(15c)과, 특히 능동 냉각 엘리먼트(31)와 신호 통신 상태에 있다. 예시의 이유로, 이러한 신호 링크(36)는 도 7에서의 능동 냉각 엘리먼트(31) 중 단 하나에 대해서 개략적으로 예시된다.
더욱이, 제어 유닛(35)은 주변 온도 센서(37a) 및 주변 습도 센서(37b)와 신호 통신 상태에 있다.
제어 유닛(35)은 더욱이 파이프 벽 온도 센서(38) 및 운반 가스 온도 센서(39)와 신호 통신 상태에 있다. 파이프 벽 온도 센서(38)는 운반 라인(6)의 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)를 측정하도록 사용된다. 파이프 벽 온도 센서(38)는 운반 라인(6)의 외부 벽(27) 또는 내부 벽(23) 상에 배치될 수 있다.
제어 유닛(35)은 더욱이 운반 가스(14)의 상대 습도를 측정하기 위한 적어도 하나의 센서(40)와 신호 통신 상태에 있다. 복수의 습도 센서(40)는 운반 라인(6)을 따라 제공될 수 있다. 운반 가스 온도 센서(39) 및 적어도 하나의 습도 센서(40)는 압력 발생기(10)와 공급 위치(7) 사이의 운반 라인(6) 내에 및/또는 압축된 공기 라인(12)에 배치된다.
제어 유닛(35)과 센서(38, 39, 49) 사이의 신호 링크는 유선 방식으로 구체화될 수 있지만 또한 무선으로 구체화될 수 있다. 유선 신호 링크는 예시의 이유를 위해 도 7에 도시되지 않는다. 무선 신호 링크는 도 7에서의 개략적 무선 통신 심볼(41)에 의해 특징화된다.
주변 온도에 대한 측정 값에 의존하여, 내부 벽(23)에서의 온도(TIW), 운반 흐름의 온도(TF) 및 운반 가스의 상대 습도, 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)에 대한 설정포인트 값이 제어 유닛(35)에서 결정되고 액튜에이팅 신호에 의해 능동 냉각 엘리먼트(31)에 대응적으로 영향받는다. 제어 유닛(35) 및 신호 링크(36, 41)에 의해, 내부 벽(23) 상의 일정한 슬라이딩 막 형성을 보증하기 위해, 특히 폐쇄된 제어 루프가 존재할 수 있다.
운반 시스템에 섹션별로 별개의 센서를 제공할 수 있고, 센서 각각은 독립적으로 제어 유닛(35)과 신호 통신 상태에 있다. 결과적으로, 운반 시스템(1)의 다양한 섹션이 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 그에 의해 여러 섹션에서 선택적으로, 그리고 특히 운반 시스템(1)의 다른 섹션에 독립적으로 운반 조건을 설정할 수 있다.
지금까지 국소적 슬라이딩 막 형성을 유발시키기 위해 심지어 액체의 소량 추가도 국소적, 압력-유발 포화를 발생시키는 운반 흐름의 온도(TF) 미만으로 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)를 유지하는 것이 가능하다. 특히, 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)는 운반 흐름의 온도(TF)미만인 15°K, 특히 10°K 미만, 특히 5°K 미만, 및 특히 1°K 미만이다. 그에 의해 추가되는 액체 총량은 감소될 수 있고 및/또는 슬라이딩 막의 마찰-감소 효과가 강화된다.
특히, 액체, 특히 물의 형태의 액체의 별도 추가 없이도 가능한 레벨로 온도 차이를 설정할 수 있고, 여기서 일정한 슬라이딩 막이 운반 라인(6)의 내부 벽(23) 상에 형성된다. 이 방법은 계량된 액체의 추가를 위한 기구가 불필요하기 때문에 특히 유용하다. 장치에 관한 비용이 감소된다. 슬라이딩 막으로부터 옮겨진 물은 다시 운반된 재료의 온도(TF)까지 가열되자마자 운반 가스에 의해 재흡수될 수 있다. 이것은 비교적 빠르게, 특히 운반 흐름 내에서 발생한다. 결과적으로, 타겟 위치(16)에 앞선 운반 공기의 교환이 불필요하다. 결과적으로, EP 3 366 618 A1으로부터 알려진 종류의 교환 가스 유닛은 불필요하다. 이 방법은 한편으로, 단지 낮은 운반-압력-유발 과포화 레벨이 달성될 수 있고, 다른 한편으로, 특히 운반 라인(6)의 냉각이 발생하는 초기 섹션이 비교적 짧게 만들어지는 운반 라인(6)을 위해 특히 적합하다.
이전의 실시예와 다른 차이는 필요하지 않은 응결 템퍼링 유닛을 가질 뿐 아니라, 추가로 타겟 섹션(29)에 증발 템퍼링 유닛(42)이 제공된다는 것이다. 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 증발 템퍼링 유닛(42)은 타겟 섹션(29)의 전체 길이(LZ)를 따라 연장한다. 증발 템퍼링 유닛(42)은 능동 가열 엘리먼트(43) 형태로 복수의 능동 엘리먼트를 가진다. 능동 가열 엘리먼트(43)는 능동 냉각 엘리먼트(31)와 실질적으로 동일한 방식으로 구체화되고, 여기서 플라스틱 과립(13)의 운반 방향(34)에 관하여 역전류 흐름이 아닌 공통-전류 흐름으로 가이드되는 온수의 형태로의 열 전달 유체가 냉각제 대신에 사용된다.
주변 조건에 의존하여, 또한 능동 냉각 엘리먼트 대신에 응결 템퍼링 유닛(15c)을 위한 능동 가열 엘리먼트를 사용할 수 있다.
증발 템퍼링 유닛(42)이 타겟 섹션(29)에 사용된다는 사실에 의해, 타겟 섹션(29)에서의 응결 형성이 훨씬 더 신뢰성있게 차단될 수 있다.
특히, 타겟 섹션(29)에서의 운반 라인(6)의 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)의 제어를 보증하기 위해, 제어 유닛(35)이 타겟 섹션(29) 영역에서의 운반 라인(6)에 배치되는 대응하는 센서(38, 39 및 40)와 신호 통신 상태에 있는 것이 가능하다.
운반 라인(6)의 내부 벽(23) 상에 형성된 슬라이딩 막(24)의 선택적 분배를 위해 사용되는 분배 유닛은 도 8 및 도 9를 참조하여 이하에 더 상세하게 설명된다.
운반 가스의 흐름 방향이 도 8에서의 흐름 화살표(14)에 의해 특징화된다. 도 8에 도시된 분배 유닛(44)은 예시적인 실시예인 4개의 선회 베인에 따른 복수의 선회 베인(45)을 가진다. 4개의 선회 베인(45)은 내부 벽(23)의 원주를 따라 동일한 간격으로 배치된다. 선회 베인(45)은 운반 흐름(14)이 편향되도록 운반 라인(6)의 세로 축(25)을 따라 곡률(curvature)을 가지는 시트 금속 스트립(sheet metal strip)으로서 각각 구체화된다. 특히, 운반 라인(6)의 내부 벽(23)을 따라 연장하는 나선형 흐름 방향은 선회 베인(45)을 가지는 분배 유닛(44)에 의해 생산된다. 이러한 나선형 운반 흐름은 도 8에서의 분배 유닛(44)의 다운스트림으로 예시된다. 나선형 운반 흐름에 의해, 운반 라인(6)의 냉각 내부 벽(23)과 가열된 운반 가스의 접촉이 응결 형성을 증가시킨다. 분배 유닛(44)은 슬라이딩 막의 추가적인 형성을 야기한다.
선회 베인(45)은 동일한 방식으로 구체화되고 운반 라인(6)의 원주를 따라 동일하게 이격되는데, 즉 서로에 대해 90°의 각도 간격으로 배치된다. 분배 유닛(44)은 또한 4개 이상의 선회 베인(45)을 가질 수 있다. 분배 유닛(44)은 또한 4개보다 적은 수의 선회 베인(45), 특히 정확하게는 3개의 선회 베인(45), 특히 정확하게 2개의 선회 베인(45) 및 특히 정확하게 하나의 선회 베인(45)을 가질 수 있다. 분배 유닛의 선회 베인(45)이 서로 다르게 구체화되는 것이 가능하다.
선회 베인(45)은 각각 2 mm 내지 10 mm의 범위에서의 시트 금속 두께를 가진다. 특히, 시트 금속 두께는 운반 라인(6)의 벽 두께(sL)의 0.5배 내지 10배, 특히 벽 두께(sL)의 1배 내지 3배이다.
선회 베인(45)은 각각 20 mm 내지 200 mm 사이의 시트 금속 높이(h)를 가진다. 시트 금속 높이(h)가 운반 라인(6)의 외부 직경(D)의 0.1배 내지 0.9배, 특히 외부 직경(D)의 0.2배 내지 0.5배라면 유용하다.
선회 베인(45)은 운반 라인(6)을 따라 100 mm 내지 1000 mm 사이의 길이(LDB)를 가진다. 특히, 길이(LDB)는 운반 라인(6)의 외부 직경(D)의 1배 내지 10배, 특히 외부 직경(D)의 2배 내지 5배이다.
선회 베인(45)은 각각 나선형 운반 흐름을 발생시키기 위해 비틀림 각도(twist angle)(α)를 가진다. 비틀림 각도(α)는 10°내지 180° 사이, 특히 30°내지 90°사이에 있다.
추가로, 운반 가스의 나선형 흐름은 내부 벽(23) 상의 슬라이딩 막의 분배를 야기시킨다.
특히, 선회 베인(45)을 가지는 분배 유닛(44)은 운반 라인의 직사각 섹션, 특히 운반 라인(6)의 수평 섹션에 배치된다. 4개 미만 또는 4개 이상의 선회 베인(45)이 분배 유닛(44)에 제공될 수 있다.
선회 베인(45)을 가지는 분배 유닛(44)이 운반 라인(6)의 수평 섹션의 제 2 쿼터의 영역에서 최종 쿼터(quarter)의 단부까지 운반 라인(6)을 따라 배치된다면 특히 유용하다. 이상적으로, 선회 베인(45)을 가지는 분배 유닛(44)은 운반 라인(6)의 수평 섹션의 제 2 및 제 3 쿼터의 영역에 배치된다. 선회 베인은 유용하게는 파이프라인 벤드(28)로부터의 축 거리에 배치되고, 축 거리는 운반 라인(6)의 외부 직경(D)의 20배 내지 200 배, 특히 50배 내지 150배에 대응한다.
분배 유닛의 다른 실시예는 도 10을 참조하여 이하에 설명된다.
도시된 예시적인 실시예에 따르면, 분배 유닛(44)은 운반 라인(6)의 내부 벽(23)에 나선의 형태로 통합되는 새겨진 피처의 형태의 가이드 그루브(46)를 가진다. 가이드 그루브(46)는 특히, 내부 벽(23)의 표면 내로의 채널로서 특히 새겨져서 작동한다. 가이드 그루브(46)는 직사각형 또는 반원형 윤곽을 가질 수 있다.
가이드 그루브(46)는 특히 운반 라인(6)의 바닥 영역(47)으로부터 운반 가스 흐름 내로 및/또는 내부 벽(23)의 원주 위로, 내부 벽(23) 상에 응결 액체의 편향을 야기시킨다. 또한 하나 이상의 가이드 그루브(46)가 제공될 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 분배 유닛(44)은 또한 가이드 그루브(46)와 유사한 방식으로 액체 흐름의 편향을 야기시키는 조절 장치를 가질 수 있다. 가이드 그루브(46) 및/또는 조절 장치는 슬라이딩 막을 형성하고 유지하기 위해 생산된 액체 막의 선택적 분배를 허용하는 가이드 엘리먼트를 형성한다.
가이드 엘리먼트는 바람직하게는 운반 라인(6)의 직선 섹션, 특히 운반 라인(6)의 수평 섹션에 사용된다. 복수의 가이드 엘리먼트는 운반 라인을 따라 앞뒤로 및/또는 나란히 배치될 수 있다.
가이드 엘리먼트가 운반 라인(6)의 수평 섹션의 제 2 쿼터의 영역에서 최종 쿼터의 단부까지, 특히 운반 라인(6)의 수평 섹션의 제 2 및 제 3 쿼터의 영역에 배치된다면 유용하다. 특히, 가이드 엘리먼트는 파이프라인 벤드(28)로부터의 축 거리에 배치되고, 여기서 축 거리는 운반 라인(6)의 외부 직경(D)의 20배 내지 200배, 특히 외부 직경(D)의 50배 내지 150배에 대응한다.
분배 유닛(44)의 다른 실시예는 도 11을 참조하여 이하에 설명된다.
도시된 예시적인 실시예에서, 분배 유닛(44)은 공기 노즐(48) 형태의 적어도 하나의 가스 공급 엘리먼트를 가진다. 공기 노즐(48)은 운반 라인(6)에 직접 결합된다. 특히, 공기 노즐(48)은 수평으로 배치된 운반 라인(6)의 바닥 영역(47)에 연결된다. 특히, 공기 노즐(48)은 운반 라인(6) 상에 실질적으로 접선으로 배치되고, 그 결과로 공기 노즐(48)에 의해 운반 라인(6) 내로 공급된 공기가 운반 라인(6)의 내부 벽(23)을 따른 실질적 접선 흐름 방향을 뒤따른다. 운반 가스(14)의 흐름 방향과 중첩하여, 도 11에서의 흐름 화살표(49)에 의해 특징화되는 실질적으로 나선형 흐름 방향이 공기 노즐(48)에 의해 공급된 공기에 대해 발생한다.
운반 라인(6)의 내부 벽(23)을 따라 공급된 나선형 공기 흐름은 응결 액체의 유용한 분배를 발생시켜서 슬라이딩 막의 배치를 개선하였다. 플라스틱의 운반을 손상시킬 수 있고 및/또는 방해할 수 있는 운반 라인(6) 내의 정적 엘리먼트의 설치가 회피된다.
특히, 공기 노즐(48)이 운반 라인(6)의 직선 섹션, 특히 운반 라인(6)의 수평적 섹션에 연결된다. 세로 축(25)을 따라 이격되어 배치될 수 있는 복수의 공기 노즐(48)을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 운반 라인(6)의 원주를 따라 세로 축(25)에 수직인 평면에 복수의 공기 노즐(48)을 배치하는 것이 가능하다.
공기 노즐이 운반 라인(6)의 수평 섹션의 제 2 쿼터에서 최종 쿼터의 단부까지의 영역에, 특히 운반 라인(6)의 수평 섹션의 제 2 및 제 3 쿼터의 영역에 배치된다면 유용하다. 특히, 공기 노즐은 파이프라인 벤드(28)로부터의 축 거리에 배치되고, 여기서 축 거리는 운반 라인(6)의 외부 직경(D)의 20배 내지 200배, 특히 외부 직경(D)의 50배 내지 150배에 대응한다.
상기 설명되고 도 8 내지 도 11에 도시된 분배 유닛(44)의 실시예에서, 추가로 또는 대안적으로 내부 벽(23)이 친수성 습윤 표면을 가지는 것이 가능하다. 그에 의해 액체로 내부 벽(23)을 적시는 것이 개선된다. 액체 비말이 친수성 습윤 표면 상에 형성하는, 습윤 각(wetting angle)으로 지칭될 수 있는 접촉 각은 유용하게 90°미만, 특히 50°미만, 및 특히 10°미만이다.
모든 실시예에 대해, 개개의 피처가 임의의 바람직한 방식으로 조합될 수 있는 경우이다. 특히, 운반 시스템(1, 1a 및 1b)이 증발 템퍼링 유닛(42)으로 구체화될 수 있다. 모든 분배 유닛(44)은 언급된 모든 운반 시스템에서 서로 독립적으로 조합하여 또는 개개로 사용될 수 있다.

Claims (29)

  1. 플라스틱 과립을 습한 운반 가스에 의해 공압식으로 운반하기 위한 운반 시스템으로서,
    - 상기 플라스틱 과립(13)이 가압된 운반 가스(14)에 의해 운반 라인(6) 내로 공급되는 공급 위치(7),
    - 상기 공급 위치(7)와 운반 연결되는 타겟 위치(16)를 갖는 운반 시스템에 있어서,
    - 상기 운반 라인(6)의 내부 벽(23) 상에 슬라이딩 막을 형성하기 위해 상기 운반 라인(6)을 상기 운반 가스(14)에 함유된 습기의 적어도 부분적 응결을 위한 온도로 만들기 위한, 상기 운반 라인(6)의 섹션 및 섹션들 중 하나를 따라 배치되는 응결 템퍼링 유닛(15; 15a; 15b; 15c)을 포함하는 것을 특징으로 하는 운반 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운반 라인(6)은 적어도 하나가 상기 타겟 위치(16) 근처의 타겟 섹션(29)을 따라 상기 응결 템퍼링 유닛(15; 15a; 15b; 15c) 없이 구체화되고 상기 타겟 섹션(29)에서의 상기 운반 라인을 상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23) 상의 응결을 회피하기 위한 온도로 만들기 위한 증발 템퍼링 유닛(42)을 갖는 것을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타겟 섹션(29)은 상기 타겟 섹션(29)을 따른 운반 압력 차이(ΔpF,IZ)가 최대한 총 운반 압력(pF)의 30%이도록 타겟 섹션 길이(lZ)를 갖는, 운반 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 응결 템퍼링 유닛(15; 15a; 15b)이 적어도 하나의 수동 엘리먼트를 갖는 것을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수동 엘리먼트는 쉐이딩 엘리먼트(20), 수동 냉각 엘리먼트 및 열적 절연 엘리먼트 중 적어도 하나로서 구체화되는, 운반 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 응결 템퍼링 유닛(15c)은 적어도 하나의 능동 엘리먼트를 갖는 것을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 능동 엘리먼트는 능동 가열 엘리먼트 및 능동 냉각 엘리먼트(31) 중 적어도 하나로서 구체화되는, 운반 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    슬라이딩 막의 형성을 위해 상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)를 제어하기 위한 제어 유닛(35)을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 유닛(35)은 상기 응결 템퍼링 유닛(15; 15a; 15b; 15c)과, 그리고 적어도 하나의 온도 센서(37, 38, 39) 및 상기 운반 라인(6) 및 가압된 가스 라인(12) 중 적어도 하나의 습도 측정을 위한 센서(40) 중 적어도 하나와 신호 통신 상태(36, 41)에 있는, 운반 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23) 상에 형성된 상기 슬라이딩 막(24)의 선택적 분배를 위한 분배 유닛(44)을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 분배 유닛(44)은 상기 응결 템퍼링 유닛(15; 15a; 15b; 15c)의 영역에 배치되는, 운반 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 분배 유닛(44)은 상기 운반 흐름에서의 선회를 발생시키기 위한 적어도 하나의 선회 베인(45)을 가지는 것을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선회 베인(45)은 상기 운반 라인(6)의 직사각 섹션을 따라 상기 운반 라인(6) 내에 배치되는, 운반 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 분배 유닛(44)은 상기 운반 라인(6)에서의 유체 흐름을 편향시키기 위한 적어도 하나의 편향 엘리먼트를 갖는 것을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 편향 엘리먼트는 상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23) 상에 고정되는 조절 장치(baffle)로서 구체화되는, 운반 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 편향 엘리먼트는 상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23) 상에 통합된 방식으로 구체화되는 가이드 그루브(46)로서 구체화되는, 운반 시스템.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 분배 유닛(44)은 상기 슬라이딩 막(24)의 분배를 위한 가스의 추가적인 공급을 위해 상기 운반 라인(6)에 연결되는 적어도 하나의 가스 공급 엘리먼트(48)를 가지는 것을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23)은 친수성 습윤 표면으로 구체화되는 것을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    액체를 첨가함으로써 상기 운반 가스(14) 및 상기 플라스틱 과립(13) 중 적어도 하나를 가습화하기 위한 가습 유닛(11)을 특징으로 하는, 운반 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 액체는 별개의 액체 연결에 의해 첨가되는, 운반 시스템.
  21. 공급 위치(7)로부터 타겟 위치(16)로 운반 라인(6)을 따라 습한 운반 가스에 의해 운반되는 플라스틱 과립을 공압식으로 운반하기 위한 방법으로서,
    상기 습한 운반 가스(14)는 운반 동안 상기 운반 라인(6)을 따른 적어도 일부 영역 및 영역들 중 하나에서 과포화되고, 상기 운반 가스(14) 밖으로 습기를 응결시킴으로써 응결 템퍼링 유닛(15; 15a; 15b; 15c)에 의해 일부 섹션 및 섹션들 중 하나의 상기 운반 라인(6)을 상기 운반 라인(6)의 내부 벽(23) 상에 슬라이딩 막(24)을 형성하기 위한 온도로 만드는, 운반 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)는 상기 운반 흐름의 온도(TF)에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는, 운반 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    TIW - TF = -100K...+30K인, 운반 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)는 제어 유닛(35)에 의해 제어되는, 운반 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 제어 유닛(35)은 상기 응결 템퍼링 유닛(15; 15a; 15b; 15c) 및 적어도 하나의 온도 센서(37, 38, 39) 및 상기 운반 라인(6)에서의 습도 측정을 위한 센서(40) 중 적어도 하나와 신호 통신 상태(36, 41)에 있는, 운반 방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23)에서의 온도(TIW)는 상기 운반 라인(6)의 상기 내부 벽(23) 상의 응결을 회피하기 위해 상기 응결 템퍼링 유닛(15; 15a; 15b; 15c)없이 증발 템퍼링 유닛(42)에 의해 상기 운반 라인(6)의 상기 타겟 위치(16) 근처에, 타겟 섹션(29)을 따른 적어도 하나에 설정되는 것을 특징으로 하는, 운반 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 타겟 섹션(29)은 상기 타겟 섹션(29)을 따른 운반 압력 차이(ΔpF,IZ)가 최대한 총 운반 압력(pF)의 30%에 있도록 타겟 섹션 길이(lZ)를 갖는, 운반 방법.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 플라스틱 과립(13) 및 상기 운반 가스(14) 중 적어도 하나에 가습 유닛(11)에 의해, 상기 운반 가스(14)가 운반 동안 상기 운반 라인(6)을 따른 일부 영역 및 영역들 중 적어도 하나에 액체로 과포화되는 수량으로 액체가 첨가되는 것을 특징으로 하는, 운반 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 플라스틱 과립(13) 및 상기 운반 가스(14) 중 적어도 하나에 별개의 액체 연결에 의해, 상기 운반 가스(14)가 운반 동안 상기 운반 라인(6)을 따른 일부 영역 및 영역들 중 적어도 하나에 액체로 과포화되는 수량의 액체가 첨가되는, 운반 방법.
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