NL8300007A

NL8300007A - Verwerkingsinrichting.

Info

Publication number: NL8300007A
Application number: NL8300007A
Authority: NL
Original assignee: Usm Corp
Priority date: 1982-01-04
Filing date: 1983-01-03
Publication date: 1983-08-01
Also published as: GB2112702A; IT8225045A1; IT8225045A0; IT1153950B; JPS58193108A; US4389119A; DE3300147A1; FR2519290A1; CA1204431A; GB2112702B

Description

r » N/31.278-tM/f. _1~

Yerwerkingsinrichting ” 1) Gebied van de uitvinding.

Deze uitvinding heeft betrekking op verwer-kingsapparatuur, meer in het bijzonder heeft deze uitvinding betrekking op roterende verwerkingsinrichtingen, die bijzon-5 der nuttig zijn voor het verwerken van plastische en polymere materialen.

2) Beschrijving van de bekende stand van de techniek.

Roterende verwerkingsorganen zijn bekend.

10 Details met betrekking tot dergelijke verwerkingsorganen zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4.142.805, 4.194.841, 4.207.004, 4.213.709, 4.227.816, 4.255.059, 4.289.319 en 4.300.842.

Essentiële elementen van de fundamentele 15 individuele verwerkingspassage van in de bovengenoemde oc-trooischriften beschreven roterende verwerkingsinrichtingen omvatten een roteerbaar element, dat ten minste één verwer-kingskanaal draagt en een stilstaand element, dat een coaxiaal sluitoppervlak verschaft, dat werkzaam is aangebracht 20 om met het kanaal een omsloten verwerkingspassage te vormen. Het stilstaande element heeft een inlaat voor het toevoeren van materiaal aan de passage en een uitlaat voor het afvoeren van materiaal uit de passage. Een orgaan, dat een mate-riaalblokkeer- en materiaalverzameleindwandoppervlak vormt, 25 is ook verbonden met het stilstaande element en aangebracht bij de uitlaat en geschikt om beweging van aan de passage toegevoerd materiaal te blokkeren en om samen te werken met de bewegende kanaalwanden om relatieve beweging te verkrijgen tussen het geblokkeerde materiaal en de bewegende kanaal- « 30 wanden. Deze samenwerking maakt het mogelijk, dat het materiaal in contact met de bewegende wanden voorwaarts wordt gesleept naar het eindwandoppervlak voor verzameling en/of gecontroleerde verwerking en/of afvoer.

Zoals beschreven in de bovengenoemde oc-35 trooischriften bezitten de verwerkingspassages een zeer veelzijdige capaciteit voor het verwerken van polymeren. De passages kunnen worden aangepast om op doelmatige wijze, o.a. zulke polymeerverwerkingsbehandelingen uit te voeren als smelten, mengen, onder druk zetten, pompen, ontgassen en homo- 8300007 -2- * i t geniseren alsmede toevoegen van ingrediënten aan of onttrekken van ingrediënten uit materialen, die worden verwerkt in de passage.

Deze uitvinding is gericht op roterende 5 verwerkingsinrichtingen met een nieuw verbeterd ontwerp, dat speciale voordelen verschaft bij verwerkings- behandelingen van polymeren in termen van efficiëncy, kwaliteit van het product en totale verwerkingsprestatiekarak-teristieken.

10 Kort overzicht van de uitvinding.

Roterende verwerkingsinrichtingen volgens deze uitvinding omvatten een roteerbaar element, dat een aantal ringvormige kanalen draagt en een stilstaand element, dat een coaxiaal sluitoppervlak bezit, dat werkzaam 15 is aangebracht bij de kanalen om omsloten verwerkingspassages te vormen. De zo gevormde verwerkingspassages zijn ontworpen om een aantal passages te verschaffen, die een verwerkings-trap verschaffen, die kan zijn verbonden met een andere ver-werkingstrap met passages, die zijn gevormd met andere door 20 de rotor gedragen kanalen. Elke verwerkingspassage van de verwerkingstrap omvat inlaatmiddelen, uitlaatmiddelen en een kanaalblokkeerorgaan, dat is verbonden met het stilstaande element en zo aangebracht en uitgevoerd, dat het aan de inlaat toegevoerde materiaal door de roteerbare kanaalwanden' 25 voorwaarts kan worden gevoerd naar het blokkeerorgaan voor afvoer uit de passage.

Een belangrijk onderscheidend ontwerp-kenmerk van verwerkingstrappen van roterende verwerkingsinrichtingen volgens de uitvinding betreft de speling tussen 30 het roterende oppervlak, dat de kanalen van de verwerkingspassages van de verwerkingstrap draagt en het stilstaande coaxiale sluitoppervlak. Volgens de uitvinding is de speling betrekkelijk breed en ontworpen om toe te laten, dat aanzienlijke hoeveelheden materiaal worden uitgewisseld tussen 35 passages van de verwerkingstrap. Materiaal, dat wordt uitgewisseld tussen de passages door de betrekkelijk brede speling kan gesmolten, ongesmolten of gedeeltelijk gesmolten materiaal zijn en materiaal wordt uitgewisseld over althans nagenoeg alle delen van de omtrek. van de passage tijdens rotatie.

8300007

* - — A

* -3-

De uitwisseling verschaft een speciaal doelmatige, intensieve menging voor materiaal, dat wordt verwerkt in de trap. Aanvullend wordt het uitgewisselde materiaal gevoerd door een zone van de verwerkingsinrichting, die in staat is om toestanden van 5 hoge afschuiving en temperaturen voor doelmatige verwerking van uitgewisseld materiaal op te wekken. De doelmatige benutting van deze zone verhoogt het totale verwerkingsoppervlak van de verwerkingsinrichting en verschaft een verwerkings-trap met een sterk verbeterd totaal rendement.

10 Een ander belangrijk ontwerpkenmerk van de verwerkingstrappen van de verbeterde roterende verwerkingsinrichting volgens de uitvinding betreft het verschaffen van een nieuw lekmateriaalverzamelkanaal, dat is aangebracht en uitgevoerd om op doelmatige wijze uitwendige lekkage van ma-15 teriaal uit de verwerkingsinrichting te beheersen en ook om de kwaliteit van het verwerkte materiaal te verbeteren.

Details met betrekking tot de nieuwe roterende verwerkingsinrichtingen volgens de uitvinding en de aan dergelijke verwerkingsinrichtingen ontleende voordelen 20 zullen duidelijker worden begrepen uit de gedetailleerde beschrijving van de bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvormen in verband met de tekeningen.

Beschrijving van de tekeningen.

De uitvinding zal worden beschreven in ver-25 band met de aangehechte tekeningen, waarin •fig. 1 is een dwarsdoorsnede van een roterende verwerkingsinrichting met de nieuwe verbeterde verwerkings trap volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een vereenvoudigde doorsnede van 30 de roterende verwerkingsinrichting, die is afgebeeld in fig.

1 volgens de lijn 2-2 van fig. 1.

Fig. 3 is een vereenvoudigde doorsnede van een passage van de roterende verwerkingsinrichting van fig.

1 langs de lijn 3-3 van fig. 1.

35 Fig. 4 is een vereenvoudigde doorsnede van een verzamelkanaal van de roterende verwerkingsinrichting, die is afgebeeld in fig. 1 langs de lijn 4-4 van fig. 1.

Fig. 5 is een vereenvoudigd schematisch aanzicht van de verbinding van het verzamelkanaal van fig. 4 8300007

Ik 1 * . ' , -4- met een verwerkingstrappassage door middel van een materiaal-overbrenggroef met pijlen, die de stromingsrichting van materiaal uit het kanaal naar de passage aangeven.

Fig. 6 is een doorsnede van een rotorsectie 5 tussen passages van de verwerkingstrap van fig. 1 en toont een uitvoering van de uitvinding, waarin de rotor een uitwis-selingsmateriaalverzamelkanaal draagt.

Fig. 7 is een vereenvoudige doorsnede van de uitvoering van de uitvinding, die is afgeheeld in fig. 6 10 langs de lijn 7-7 van fig. 6.

Fig. 8 is een vereenvoudigd schematisch aanzicht van de verbinding van het verzamelkanaal van fig. 6 met een verwerkingstrappassage door middel van een materiaal-overbrenggroef met pijlen, die de stromingsinrichting van 15 materiaal van het kanaal naar de passage aangeven.

Fig. 9 is een doorsnede van een meertrappige roterende verwerkingsinrichting en toont een opstelling van verwerkingspassages, die een verwerkingstrap volgens de uitvinding, een tweede verwerkingstrap en een derde verwerkings-20 trap vormen.

Fig. 10 is een perspectivisch aanzicht van de meertrappige roterende verwerkingsinrichting van fig. 9 gedeeltelijk in doorsnede met weggebroken delen.

Fig. 11 is een vereenvoudigde doorsnede van 25 de meertrappige roterende verwerkingsinrichting van fig. 10 langs de lijn II7II van fig. 10.

Fig. 12 is een vereenvoudigde doorsnede van de roterende verwerkingsinrichting van fig. 9 langs de lijn 12'-12' van fig. 9.

30 Fig. 13 is een vereenvoudigde doorsnede van de roterende verwerkingsinrichting van fig. 9 langs de lijn 13-13 van fig. 9.

Fig. 14 is een vereenvoudigd schematisch aanzicht van de verbinding van verwerkingspassages van de 35 meertrappige roterende verwerkingsinrichting van fig. 9 door middel van materiaaloverbrenggroeven met pijlen, die de stromingsrichting van het materiaal van een verwerkingspas-sage naar een andere aangeven.

Fig. 15 is een vereenvoudigde doorsnede van de 40 roterende verwerkingsinrichting van fig. 9 langs de lijn 15- 8300007 « ..... 4« -5- 15 van fig. 9.

Fig. 16 is een vereenvoudigde doorsnede van de roterende verwerkingsinrichting van fig. 9 langs de lijn 16-16 van fig. 9.

5 Gedetailleerde beschrijving van de bij voorkeur toegepaste uitvoeringen.

Het nieuwe ontwerp van roterende verwerkings-organen volgens de uitvinding is in zijn breedste vorm afge-beeld in fig. 1, 2 en 3. Eerst verwijzend naar fig. 1 omvat 10 de nieuwe roterende verwerkingsinrichting volgens de uitvinding een roteerbaar element, bestaande uit een rotor 12, die is gemonteerd op een aandrijfas 14 voor rotatie binnen een stilstaand element, dat een huis 16 omvat. De rotor 12 draagt een aantal verwerkingskanalen 21, 23, 25 en 27, die elk te-15 genovergestelde zijwanden hebben, die zich binnenwaarts -van het rotoroppervlak 20 uitstrekken. Middelen voor het roteren van de rotor 12 zijn eenvoudig bij M (fig. 1) afgeheeld, daar dergelijke middelen van elk geschikt type zijn, dat gewoonlijk wordt gebruikt om extruders of dergelijke polymeerver-20 werkingsapparatuur te roteren en wel bekend zijn aan degenen op dit gebied. Het huis 16 van het stilstaande element verschaft een coaxiaal sluitoppervlak 38, dat samenwerkend is aangebracht met een oppervlak 20 van de rotor 12 om met kanalen 21, 23, 25 en 27 omsloten verwerkingspassages 22, 24, 26 25 resp. 28 te vormen. De verwerkingspassages 22, 24, 26 en 28 vormen de verwerkingstrap voor roterende verwerkingsinrich-tingen volgens de uitvinding en de verwerkingstrap is bijzonder aanpasbaar voor het door smelten verwerken van polymere materialen.

30 Thans verwijzend naar fig. 3 wordt mate riaal , zoals geplastificeerd of ongeplastificeerd polymeer-materiaal op geschikte wijze toegevoerd aan de verwerkings-(smelt)trap van roterende verwerkingsinrichtingen volgens de uitvinding uit een stortbak (niet afgebeeld), die in verbin-35 ding staat met een inlaat 42.

Zoals is afgebeeld in fig. 3 is het coaxiale oppervlak 38 van het huis 16 over het grootste deel van zijn uitgestrektheid cilindrisch maar bij voorkeur gevormd met ondersnijdingen 44, die zich bij voorkeur uitstrekken over de 8300007 * -6- delen van kanalen 21/ 23/ 25 en 27 en bij de inlaat 42. De ondersnijdingen 44 hebben een zodanige breedte/ dat hun zijwanden 46 zich uitstrekken over cilindrische delen 20 van de rotor 12 om inlaatkamers te vormen, die zijn ontworpen om 5 polymere vaste stoffen te helpen toevoeren in elk kanaal van de eerste trap.

In bedrijf wordt materiaal door de zwaartekracht of door geforceerde toevoer geleverd aan de verwer-kingsinrichting door de inlaat 42 en door de ondersnijding 10 44 gedrukt in de kanalen 21, 23, 25 en 27. De situatie is afgebeeld in fig. 3, die de passage 24 van de smelttrap illustreert, die dezelfde afmetingen en opstelling van con-structie-elementen heeft als de andere smeltpassages 22,26 en 28. Elke passage van de smelttrap omvat een kanaalblok-15 keerorgaan 48, dat is aangebracht bij de uitlaat 50. De uitlaten 50 van elk kanaal zijn bij voorkeur op afstand'aangebracht van de inlaat 42 over het grootste deel van de om-treksafstand rondom de passage.

Zoals is afgebeeld (fig. .1, 2 en 3) vormt 20 elk blokkeerorgaan 48 een materiaalblokkeereindwandoppervlak 52 voor elke passage van de smelttrap. In bedrijf wordt derhalve de beweging van het hoofdlichaam van materiaal, dat wordt toegevoerd aan.elke passage van de smelttrap geblokkeerd en een relatieve beweging verkregen tussen de bewegende ka-25 naalwanden en het geblokkeerde materiaal. De zo verkregen relatieve beweging wekt wrijvingswarmte aan de bewegende wanden en binnen het materiaallichaam op.

Aanvullend worden de kanaalwanden van de smelttrappassages - en bij voorkeur alle kanaalwanden van 30 de verwerkingsinrichting - normaal verwarmd door een warmte-overdrachtfluïdum, dat wordt toegevoerd op bekende wijzen aan de kamers 6 (fig. 1). Details met betrekking tot geschikte verwarmingsmiddelen kunnen worden gevonden in de Amerikaanse octrooischriften-4.142.805 en 4.194.841.

35 De werking van de kanaalwanden bij het voorwaarts slepen van materiaal bouwt normaal een druk. op geleidelijk rondom de passage en de maximumdruk in elk. van de smeltpassages wordt gewoonlijk bereikt bij het oppervlak 52 van het blokkeerorgaan 48. Het oppervlak 52 is door vorm 40 en afmetingen of op andere wijze geschikt om het materiaal 8300007 -7- è «· te verzamelen voor afvoer uit de passage door de uitlaat 50.

Middelen om de afvoer van materiaal te regelen zijn aangebracht voor verbinding met de uitlaat(uitlaten) 50. De afvoerregelmiddelen zijn ontworpen om de afvoersnel-5 heid en/of afvoerdruk te regelen om de snelheid en/of druk te coördineren met het verwerkingsoppervlak en de rotatie-snelheid en de eigenschappen van het materiaal, dat wordt verwerkt om een afvoerdruk te ontwikkelen en om de gewenste mate van verwerking (smelting) van materiaal te verkrijgen.

10 Geschikte afvoerregelmiddelen kunnen de grootte van de uit-laatopening 50 omvatten of een smoorklep of extrusiemond-stuk of matrijs, die is aangebracht om materiaal af te voeren uit de uitlaat met de gewenste afvoersnelheid en/of afvoerdruk.

15 In de beschrijving tot zover is het smelten bereikt door een smeltverwerkingsoppervlak, dat hoofdzakelijk is gevormd door de kanaalwanden. Echter volgens de onderhavige uitvinding wordt een verbeterde totale smeltdoelmatigheid bereikt door op doelmatige wijze een aanvullend oppervlak van 20 elementen van de verwerkingstrap te gebruiken om verwerkt materiaal te mengen en smelten. De verbeterde totale mengen smeltdoelmatigheid wordt verschaft door selectief de speling in te stellen tussen oppervlakken 20 van de rotor tussen de kanalen 21, 23, 25 en 27 en de delen van het oppervlak 38, 25 die zijn aangebracht bij deze oppervlakken om een speciaal doelmatige verwerkingstrap te verschaffen, die verbeterde totale smeltprestatiekarakteristieken verschaft.

Zoals het best is afgeheeld in fig. l,is de speling 130 tussen het oppervlak 20 van de rotor .12 en 30 het oppervlak 38 van het element 16 betrekkelijk breed, in het bijzonder in vergelijking met de speling 132, die is gevormd tussen de eindvlakken 20 van de rotor 12 en het oppervlak 38. Bijvoorbeeld, in een representatieve roterende verwerkingsinrichting met een smelttrap volgens de uitvinding 35 kan de speling 130 ongeveer 0,64 cm of groter zijn, terwijl de speling 132 in de orde van ongeveer 0,03 cm tot ongeveer 0,06 cm kan zijn.

Een betrekkelijk brede speling 130 tussen het stilstaande sluitoppervlak 38 en het oppervlak 20 van de 40 rotor 12, die de kanalen van de smeltstap draagt, is een on- 8300007 % '? * -8- derscheidend kenmerk van de uitvinding en verschaft twee speciale voordelen. De brede speling is ontworpen om een speciaal doelmatige vermenging van materiaal te verkrijgen door toe te laten, dat aanzienlijke hoeveelheden materiaal worden 5 uitgewisseld tussen de smelttrappassages. De uitwisseling verschaft een intensieve mengwerking, die is geïllustreerd in fig. 2 waar pijlen het stromingstype aangeven, dat kan optreden op verschillende tijdstippen om de uitwisseling van materiaal tussen de smelttrappassages te verkrijgen.

10 . Zoals is afgebeeld is er een geforceerde uit wisseling van een groot materiaalvolume naar en uit de smelttrappassages over de oppervlakken 20 tussen de kanalen 21, 23, 25 en 27.

In aanvulling aan het verschaffen van een 15 intensieve vermenging voor het verwerkte materiaal, verschaffen de brede spelingen aanvullende zeer doelmatige verwer-kingsoppervlakken voor verwerkingstrappen van de uitvinding. Onder de condities van de uitwisseling worden de spelingen 130 zones, waar condities van hoge afschuiving en hoge wrij-20 vingswarmte worden opgewekt, waardoor gemaximeerde smeltcon-dities voor uitgewisseld materiaal worden verschaft. Materiaal, dat is uitgewisseld tussen smeltpassages door de speling 130 kan gesmolten, ongesmolten of gedeeltelijk gesmolten materiaal zijn en de uitwisseling treedt op over althans 25 nagenoeg alle delen van de omtrek van elke roterende smelt-trappassage. Roterende verwerkingsorganen met verbeterde smelttrappen volgens de uitvinding verschaffen dus een aanzienlijk vergroot smeltverwerkingsoppervlak, dat in staat is om polymere materialen onder gemaximeerde smeltcondities te 30 verwerken.

In het verleden zijn betrekkelijk brede spelingen tussen rotorvlak (vlakken) 20 en sluitvlak 38 vermeden. Het vermijden is gedicteerd door de mogelijkheid voor uitwendige lekkage, die zoals is beschreven in de aangehaalde 35Amerikaanse octrooischriften een potentieel probleem in roterende verwerkingsorganen is. Normaal worden afdichtingen toegepast - in het bijzonder de afdichtingen, die zijn beschreven in het aangehaalde Amerikaanse octrooischrift 4.300.842 - om op doelmatige wijze uitwendige lekkage door 40betrekkelijk nauwe spelingen 132 tussen de rotor en huis- 8300007 -- » 4 -9- eindoppervlakken te reduceren en controleren. Echter het gebruik van betrekkelijk brede spelingen tussen de rotor en het huis levert problemen op in termen van ontwerp, kosten en doelmatigheid van afdichtingen voor het beheersen van uitwen-5 dige lekkage. De smelttrappen van de onderhavige uitvinding verschaffen een speciaal kenmerk, dat is ontworpen om op doelmatige wijze uitwendige lekkage te reduceren en beheersen op een betrekkelijk eenvoudige maar zeer doelmatige wijze. Dit speciale kenmerk is een belangrijke verbetering, die een 10 doelmatige toepassing van betrekkelijk brede spelingen toelaat om een intensieve vermenging te verkrijgen alsmede een aanzienlijke vergroting in zeer doelmatig verwerkingsoppervlak voor smelttrappen volgens de uitvinding.

Zoals is afgebeeld in fig. 1, 2 en 4 is een 15 lekkagemateriaalverzamelkanaal 140 geplaatst aan elk eindop-pervlak 20 van de rotor 12 bij de passages 22 en 28. Verzamel-kanalen 140 hebben wanden 142 en 144. Aan één eind van de rotor 12 staat de wand 142 van het kanaal 140 in verbinding met het oppervlak 20, dat zich uitstrekt tussen het kanaal 21 20 en het kanaal 140. Aan het andere eind staat het kanaal 140 in verbinding met het oppervlak 20, dat zich uitstrekt tussen het kanaal 27 en het kanaal 140. Aan de beide einden van de rotor 12 strekt de wand 144 van het kanaal 140 zich omhoog uit boven de hoogte van de wand 14 2 en eindigt aan de eind-25 vlakken 20 van de rotor 12, die een speling 132 tussen .de oppervlakken 20 en 38 verschaffen. Zoals is afgebeeld (fig.

1) worden afdichtingen 133, bij voorkeur van het type, dat beschreven is in het aangehaalde Amerikaanse octrooischrift 4.300.842, gedragen door het oppervlak 20 om de speling 132 30 af te dichten. In de afgeheelde uitvoering zal het materiaal uit de kanalen 22 en 28, dat passeert over de oppervlakken 20 bij de kanalen 140 worden verzameld door de kanalen 140 voordat het materiaal de zone van de speling 132 bereikt.

De bij voorkeur toegepaste verzamelkanalen 140 zijn betrek-35 kelijk smal en ontworpen om een doelmatige verpomping te verschaffen voor het materiaal,dat wordt verzameld om de omtrek van het kanaal.

Zoals in fig. 4 is afgebeeld, wordt het materiaal, dat wordt verzameld in het kanaal 140 voorwaarts 40 gesleept door de bewegende wanden 142 en 144 naar het mate— 8300007 * t -10- riaalblokkeereindwandoppervlak 146 van het blokkeerorgaan 148.

Zoals is vermeld is de geometrie van het kanaal 140 zo gekozen, dat bij elke gegeven rotorsnelheid het verzamelde materiaal op doelmatige wijze wordt gepompt of voorwaarts gesleept 5 naar het blokkeerorgaan 148. Het materiaal, dat is verzameld in het kanaal 140 en geblokkeerd aan het oppervlak 146 wordt afgevoerd uit het kanaal door een verzamelkanaaluitlaat. De verzamelkanaaluitlaat kan zijn uitgevoerd om materiaal af te voeren uit het verzamelkanaal 140 direct uit de verwerkings-10 inrichting of het verzamelkanaalmateriaal kan worden overgebracht naar een verwerkingspassage, zoals een aangrenzende verwerkingspassage voor afvoer uit de passage of om het materiaal in herciculatie te brengen in de verwerkingspassage.

Een bij voorkeur toegepaste uitvoering voor 15 het afvoeren van materiaal uit het kanaal 140 is afgeheeld in fig. 5, waar materiaal, dat is verzameld aan het oppervlak 146 wordt afgevoerd uit de kanalen 140 door verzamelkanaal-materiaaloverbrengproeven 150. De overbrenggroef 150 is gevormd in een coaxiaal oppervlak 38 bij de oppervlakken 146.

2Q De open einden van de groeven 150 zijn aangebracht voor het opnemen van materiaal, dat is verzameld aan de oppervlakken 146 en om het opgenomen materiaal te transporteren over de oppervlakken 20 voor afvoer naar de inlaatzone van de aangrenzende kanalen 22 of 28. Zoals het best is afgebeeld in 25 fig. 5 strekt het open eind van de overbrenggroef 150 zich evenwijdig aan de as van de rotor 12 uit in de zone van het kanaal 140 stroomopwaarts van het oppervlak 146 en dan dwars op dè as van de rotor 12 over het oppervlak 20 en dan evenwijdig aan de as van de rotor 12 in de zone van het kanaal 21 30 (of 27) stroomafwaarts van het blokkeerorgaan 48. Wanneer deze zo is aangebracht, verschaft de overbrenggroef 150 een uitlaat voor het afvoeren van materiaal, dat is verzameld aan het oppervlak 146 en een inlaat voor het toevoeren van het verzamelde materiaal aan de lagedrukinlaatzone van de passage 22 35 (of 28).

Uit de bovenstaande beschrijving blijkt, dat de smelttrappen volgens de uitvinding een aanvullend verwer-kingsoppervlak kunnen verschaffen, dat een speciale smelt-doelmatigheid verschaft. De vergroting is bereikt door een 40ontwerp, dat betrekkelijk brede spelingen 130 verschaft, die 8300007 ___ -11- toe la ten dat het materiaal vrij passeert over het oppervlak 20 tussen elke smeltpassage en over de oppervlakken 20 aan de eindzones van het rotordeel,dat de smeltpassages draagt. Verzamelkanalen zijn verschaft, die zijn ontworpen, aange-5 bracht en uitgevoerd om materiaal te verzamelen, dat passeert door de spelingen 130 bij de eindzones van de rotor 12. De kanalen verzamelen en verwijderen materiaal uit de eindzones en pompen het verzamelde materiaal snel naar het eindwand-oppervlak 146, waar het verzamelde materiaal wordt over-10 gebracht naar de inlaat 42 van de eindpassages 22 en 28.

De verzamelkanalen reduceren en regelen op doelmatige wijze de mogelijkheid van uitwendige lekkage van materiaal door continu materiaal te verzamelen en af te voeren uit de eindzones van de rotor met een snelheid, die op doelmatige wijze 15 verhindert, dat het verzamelde materiaal de uitwendige speling 132 bereikt.

Behalve op doelmatige wijze de uitwendige lekkage te beheersen, dragen de verzamelkanalen ook bij om de totale smeltdoelmatigheid van de smelttrappen volgens de 20 uitvinding te verbeteren. In de beschreven werking van de verzamelkanalen wordt het verzamelde materiaal weer in hercirculatie gebracht naar inlaten van de eindpassages 22 en 28, waar het gesmolten materiaal kan worden genengd met ongesmolten of gedeeltelijk gesmolten materiaal. Deze vermenging 25 of fusie van weer in circulatie gebracht verzameld gesmolten materiaal met ongesmolten of gedeeltelijk gesmolten materiaal aan de inlaat draagt bij tot een verbeterde totale smeltdoelmatigheid. De verbeterde smeltdoelmatigheid is een resultaat van het visceuze gesmolten materiaal, dat binnendringt tus-30 sen het ongesmolten gedeeltelijk gesmolten materiaal en de vervorming van het ongesmolten of gedeeltelijk gesmolten materiaal versnelt.

. Fig. 6, 7 en 8 illustreren een ander aspect van de uitvinding, waarin een materiaalverzamelkanaal 35 is aangebracht op het oppervlak 20 tussen aangrenzende smeltpassages. Zoals in fig. 6 is afgeheeld, wordt het materiaalverzamelkanaal 160 met de wanden 162 en 164 gedragen door het oppervlak 20 tussen de passages 26 en 28. Aanvullende verzamelkanalen 160 kunnen worden gedragen door de opper-40 vlakken 20 tussen andere passages van de smeltverwerkings- 8300007 -12- trap. Zoals de kanalen 140 is het kanaal 160 ontworpen om een doelmatige verpomping van het verzamelde materiaal te verschaffen en heeft dit een geometrie/ die in.staat is om op doelmatige wijze deze functie te vervullen. Zoals is 5 afgeheeld wordt het materiaal/ dat is uitgewisseld tussen de passages 26 en 28 door de speling 130 verzameld in het kanaal 160 en snel voorwaarts gesleept naar het materiaal-blokkeereindwandoppervlak 154 van het orgaan 156 (fig. 7).

Het materiaal,dat wordt geblokkeerd aan het oppervlak 154 10 wordt afgevoerd uit het kanaal 160 door een geschikte uitlaat. De uitlaat van het kanaal 160 kan zo zijn aangebracht dat het materiaal direct kan worden afgevoerd uit de ver-werkingsinrichting en de uitlaat kan zijn aangebracht om het materiaal over te brengen naar een smeltpassage voor 15 afvoer uit de passage of om in hercirulatie te worden gebracht met materiaal, dat wordt verwerkt in de passage'. Zoals is afgeheeld in fig. 8 wordt het materiaal, dat wordt verzameld aan het oppervlak 154 bij voorkeur toegevoerd aan een overbrenggroef 158 om te worden overgebracht naar een 20 aangrenzende passage.

De overbrenggroef 158 is gevormd in het coaxiale oppervlak 38 bij het oppervlak 154. Het open eind van de groef 158 is aangebracht om het materiaal op te hemen, dat is geblokkeerd en verzameld aan het oppervlak 154 en om 25 het opgenomen materiaal te transporteren over het oppervlak 20 voor afvoer aan de inlaatzone van de passage 28. zoals het best is afgebeeld in fig. 8 strekt het open eind van de groef 158 zich evenwijdig aan de as van de rotor 12 uit in de zone van het kanaal 160 stroomopwaarts van het oppervlak 30 154, dan dwars op de as van de rotor 12 over het oppervlak 20 en dan evenwijdig aan de as van de rotor 12 over de zone van de aangrenzende passage 28 stroomafwaarts van het blok-keerorgaan 48. De aanbrenging van materiaalverzamelkanalen op het oppervlak 20 tussen aangrenzende smeltpassages redu-35 ceert de verblijfstijd voor het materiaal in de speling 130 en zorgt voor een intensievere vermenging van het materiaal, dat is gepasseerd door de speling(enj 130.

Fig. 9-16 illustreren een met speciale voorkeur toegepaste meertrappige roterende verwerkingsinrich-40 ting met gebruikmaking van de nieuwe verbeterde smelttrap 8300007 -13- Λ » volgens de uitvinding. Zoals in figuur 9 is afgeheeld, draagt de rotor 212 een aantal verwerkingspassages, die zijn ontworpen om eerste, tweede en derde verwerkingstrappen te verschaffen. Verwerkingspassages 222, 224, 226 en 228 die zijn gevormd 5 met kanalen 221, 223, 225 resp. 227, verschaffen de eerste trap die een smelttrap volgens de uitvinding is. De tweede trap omvat binnen- en buitensecties, waarbij de passage 230 die is gevormd met het kanaal 229, de binnensectie verschaft, terwijl de passage 234, die is gevormd met het kanaal 233, de 10 buitensectie verschaft. De derde trap wordt verschaft door de passage 232, die is gevormd met het kanaal 231 en is geplaatst tussen en de binnen- en buitensectie van de tweede trap scheidt. Zoals in detail later zal worden toegelicht, zijn de trappen verbonden door materiaaloverbrenggroeven, die zijn ge-15 vormd in het oppervlak 238 en zo zijn aangebracht dat materiaal dat is verwerkt in de ene trap kan worden overbracht naar een andere. Om een met bijzondere voorkeur toegepaste uitvoering van de uitvinding te illustreren omvat de eerste trap van de geïllustreerde meer-trappige roterende verwer-20 kingsinrichting een smelttrap volgens de uitvinding, is de tweede trap ontworpen voor het vermengen van in de smelttrap verwerkt materiaal en is de derde trap ontworpen om het in de tweede trap verwerkte materiaal onder druk te zetten en af te voeren uit de verwerkingsinrichting.

25 In de geïllustreerde verwerkingsinrichting is het oppervlak 220, dat de kanalen van de smeltpassages draagt, op een afstand aangebracht van het oppervlak 238 door de speling 272, die in smelttrappen van verwerkingsinrichtingen volgens de uitvinding ongeveer 0,64 cm of groter is. Verder is 30 een verzamelkanaal 280 met wanden 282 en 284 aangebracht op het oppervlak 220 bij de passage 222. Een blokkeerorgaan 286 (figuur 11) dat een blokkeeroppervlak 288 vormt, is aangebracht met het stilstaande element om zich radiaal uit te strekken in het verzamelkanaal 280.

35 In bedrijf wordt materiaal toegevoerd aan de verwerkingsinrichting door inlaat 242 en door ondersnijdingen 244 geperst in de kanalen 221, 223, 225 en 227. De situatie is afgeheeld in figuren 9, 10, 11 en 12. Figuur 10 illustreert 8300007 -14- een sectie van de rotor 212, die de passages 222, 224, 226 en 228 van de smelttrap draagt en de eerste passage 230 van de binnensectie van de tweede trap. Figuur 12 illustreert de passage 228 van de smelttrap, die is gevormd met het kanaal 5 227 en heeft dezelfde afmetingen en opstelling van constructieve elementen als de andere smelttrappassages 222, 224 en 226. Elke passage van de smelttrap omvat een kanaalblokkeer-orgaan 248, dat is aangebracht om een verbinding te vormen met elke smelttrappassage. Een blokkeerorgaan 286 (figuur 10 en 10 11) is ook aangebracht bij de overbrenggroef 250, om materiaal dat is geblokkeerd en verzameld bij het oppervlak 288, toe te voeren aan de groef 250. De overbrenggroef 250 is bij voorkeur op een afstand van de ‘inlaat 242 geplaatst, die het grootste deel van de omtreksafstand rondom de verwerkingspassages is.

15 Zoals is afgebeeld (figuren 10, 11 en 12) vormt elk blokkeerorgaan 248 een materiaalblokkeer- en mate-riaalverzameleindwandoppervlak 252 voor elke passage van de smelttrap. De smeltbewerking in de smelttrap is dus althans nagenoeg zoals eerder is beschreven in verband met de enkel-20 trapsverwerkingsinrichting van figuren 1-8. Het verwerkingsop-pervlak voor het smelten omvat het oppervlak, dat is gevormd door de kanaalzijwanden bij het opwekken van relatieve beweging, alsmede het oppervlak dat is verschaft door de oppervlakken 220 en 238 bij de spelingen 272 en de smelttrap ver-25 schaft een doelmatige smelting en intensieve vermenging van het materiaal, dat is verwerkt in de smelttrap.

Met bijzondere voorkeur toegepaste blokkeer-organen van de smelttrappassages volgens de uitvinding hebben een materiaalblokkeeroppervlak, dat is gescheiden van een 30 materiaalverzameloppervlak door een verlengstuk met zijden, die een smeltpoelruimte met de kanaalwanden vormen.

Het materiaal dat is verwerkt in de smelttrap wordt afgeleverd uit elke passage en het materiaal dat is verzameld in het verzamelkanaal 280 wordt ook afgeleverd door de 35 materiaaloverbrenggroef 250 (figuren 10 en 11). De overbrenggroef 250 is gevormd in het coaxiale oppervlak 238 bij en stroomopwaarts van het oppervlak 252 van het blokkeerorgaan 248. De overbrenggroef 250 strekt zich evenwijdig aan de as 8300007 -15- van de rotor '212 uit, waarbij het open eind van de groef 250 is aangebracht voor het opnemen van verwerkt materiaal dat is verzameld aan het oppervlak 288 en aan het oppervlak 252 van elke passage en om het opgenomen materiaal te transporteren 5 over de rotoroppervlakken 220 tussen het verzamelkanaal 280 en het kanaal 221 en tussen de kanalen 223, 225 en 227 voor afvoer naar de binnensectie, de tweede-trapsverwerkingspassage 230. Zoals is afgebeeld in figuren 10 en 11 vormt het buitenste einddeel van de groef 250 een inlaat voor de passage 230. 10 De smelttrap, die is geïllustreerd in figuren 9, 10 en 11 heeft vier verwerkingspassages met althans nagenoeg identieke vorm en afmetingen. Meer of minder passages kunnen worden toegepast en smeltverwerkingstrappassages die verschillen in vorm, afmetingen en geometrie van andere smelt-15 trappassages kunnen ook worden toegepast volgens de uitvinding.

De tweede verwerkingstrap van de geïllustreerde meertrappige verwerkingsinrichting omvat binnen- en buitensecties, die zijn gescheiden door tenminste één verwerkings-passage van de derde trap. Zoals is afgebeeld in figuur 9 20 vormt de passage 230 de binnensectie van de tweede trap, terwijl de passage 234 de buitensectie vormt. Zoals is afgebeeld in figuren 9, 10 en 11 is geen verzamelkanaal aangebracht op het oppervlak 220 tussen de smeltpassage 228 en de verwer-kingspassage 230 van de binnensectie. Daarentegen laat het af-25 geheelde ontwerp toe dat het materiaal passeert van de passage 228 over het oppervlak 220 naar de passage 230 en dit passeren van materiaal treedt op over althans nagenoeg het gehele om-treksdeel van het oppervlak 220.

Het materiaal dat passeert over het oppervlak 30 220 naar de passage 230 vult de materiaalhoeveelheid aan die is geleverd aan de passage 230 uit de smelttrapmateriaalover-brenggroef 250 en kan de totale toevoersnelheid van aanvoer van smelttrapmateriaal naar de binnensectiepassage 230 belangrijk vergroten. De vergroting in aanvoersnelheid van smelt-35 trapmateriaal naar de binnensectiepassage 230 is een belangrijk. kenmerk dat bijdraagt tot verbeterde doelmatigheid van de geïllustreerde meertrappige roterende verwerkingsinrichting. Zoals is afgebeeld in figuren 9 en 11 heeft de passage 230 8300007 -16- evenwijdige zijwanden en is breder dan de smelttrappassages 222, 224, 226 en 228. In de geïllustreerde verwerkingsinrich-ting heeft de passage 230 de functie toegewezen gekregen van vermenging of homogenisering van het smelttrapraateriaal en de 5 geometrie van de passage 230 is gekozen om op doelmatige wijze de toegewezen functie te vervullen.

De gekozen geometrie van de passage 23Ö echter kan een verschil veroorzaken tussen de snelheid waarmee het in .de smelttrap verwerkte materiaal wordt toegevoerd aan 10 de binnensectiepassage 230 en de capaciteit van de passage 230 om materiaal te verwerken en af te voeren. Dit verschil maakt dat de capaciteit van de passage 230 om smelttrapmate-riaal te verwerken en af te voeren groter is dan de snelheid waarmee het smelttrapmateriaal wordt toegevoerd aan de passa-15 ge. Het verschil of de afwijking tussen de snelheid waarmee de binnensectiepassage materiaal ontvangt en de volume/snelheids-capaciteit van de passage om materiaal te verwerken en af te voeren kan ernstig grote druk-, stromings- en temperatuurs-schommelingen veroorzaken in de verwerkingspassages en in het 20 bijzonder aan de afvoer van de verwerkingsinrichting. Echter kunnen smelttrappen volgens de uitvinding worden uitgevoerd met passages van een tweede verwerkingstrap op de afgeheelde wijze om verhoogde toevoersnelheden van smelttrapmateriaal naar de passage van de tweede verwerkingstrap te verkrijgen, 25 waardoor een meer gelijkmatige stromingssnelheid van materiaal door de passages wordt verkregen. Bovendien kan de toe-voersnelheid van het materiaal uit de passage 228 naar de passage 230 over het oppervlak 220 worden geregeld en ingesteld door selectief de speling te reduceren tussen het opper-30 vlak 238 en het oppervlak 220, die de passages 228 en 230 scheidt.

Weer verwijzend naar figuren 10, 11 en 13 wordt in de smelttrap verwerkt materiaal overgebracht door de groef 250 naar de passage 230 van de binnensectie van de 35 tweede trap. In roterende verwerkingsinrichtingen volgens de uitvinding wordt het in de smelttrap verwerkte materiaal op doelmatige wijze gemengd in de passage 230 door de relatieve beweging, die wordt veroorzaakt tussen materiaal dat is ge- 8300007 -17- blokkeerd door het blokkeerorgaan 254 en de bewegende kanaal-wanden van de passage 230, die het materiaal voorwaarts slepen of voeren naar het materiaalblokkeereindwandoppervlak 256. In de meertrappige verwerkingsinrichtingen volgens de uitvinding 5 is het blokkeerorgaan van het verwerkingskanaal van de binnen-sectie van de tweede trap (onderdeel 254 - figuur 13) aangebracht om 180° vanaf de omtrekspositie van het blokkeerorgaan 248 van de passage van de eerste trap. In de passage 230 beweegt het materiaal dus slechts ongeveer over een halve omwen-10 teling door de passage alvorens het blokkeerorgaan 254 te bereiken. Materiaal dat is geblokkeerd en verzameld aan het oppervlak 256 van het orgaan 254 wordt afgevoerd uit de passage door de materiaaloverbrenggroef 258 van de binnensectie.

De overbrenggroef 258 is afgeheeld in figuur 15 14, die een geïdealiseerde en vereenvoudigde voorstelling is met pijlen die de stromingsrichting aangeven in de materiaal-overbrenggroeven ten opzichte van blokkeerorganen, die zijn aangebracht in passages van de binnen- en buitensecties van de tweede trap en naar een blokkeerorgaan, dat is aangebracht in 20 een passage van de derde trap. Zoals is afgeheeld is de overbrenggroef 258 gevormd in het coaxiale oppervlak 238 en ontworpen, uitgevoerd en aangebracht om materiaal op te nemen dat wordt verzameld aan het oppervlak 256 en het verzamelde materiaal over te brengen van het kanaal 230 naar de passage 234 25 van de buitentrap. In wezen kan het open eind van de overbrenggroef 258 zich zoals is afgebeeld, evenwijdig aan de as van de rotor 212 uitstrekken van de zone van de passage 230 stroomopwaarts van het oppervlak 256, dan dwars op de as van de rotor 212 over het oppervlak 220 bij de passage 232 en dan 30 evenwijdig aan de as van de rotor 212 over het kanaal 231 van de passage 232 en over het oppervlak 220 tussen de passages 232 en 234 naar de zone van de passage 234 stroomafwaarts van het blokkeerorgaan 260. Aldus aangebracht verschaft de overbrenggroef 258 een uitlaat voor het afleveren van materiaal 35 uit de passage 230 van de binnentrap en een inlaat voor het toevoeren van materiaal naar de passage 234 van de buitensectie. Het wordt opgemerkt dat materiaal in de overbrenggroef 258 wordt gevoerd over het open kanaal 231 van de passage 232 8300007 ' -18- die de passages 230 en 234 scheidt. In bedrijf is de passage 232 ontworpen om voldoende gevuld te zijn en hoge drukken op te wekken, zodat lekkage van materiaal uit de overbrenggroef 258 naar het kanaal 231 minimaal is.

5 Zoals is beschreven in het aangehaalde Ameri kaanse octrooischrift 4.227.816 kan de overbrenggroef 258 zijn gevormd in verwijderbare stroomrichteenheden, die kunnen worden gemonteerd in sleuven in het huis 216, die zijn aangebracht om een samenwerking van de overbranggroef met gekozen 10 passages toe te laten. Blokkeerorganen die zijn verbonden met de overbrenggroef kunnen ook worden gedragen door de verwijderbare stroomrichteenheid.

De binnenboordsectie van de tweede trap die is geïllustreerd en beschreven omvat een passage, maar deze 15 bij voorkeur toegepaste geïllustreerde uitvoering kan worden gevarieerd. Bijv. kan de binnenboordsectie meer dan êën passage omvatten en de vorm, afmeting en geometrie van de passages kan hetzelfde of verschillend zijn. Zoals geïllustreerd zijn de bij voorkeur toegepaste tweede-trapsbinnenboordsectiepassa-20 ges die waarin de passage die in de eerste trap verwerkt materiaal opneemt een geometrie heeft, die een verwerkings- en afvoercapaciteit verschaft, die groter is dan de snelheid waarmee het materiaal wordt toegevoerd aan de passage. Echter, voor sommige tweede-trapsverwerkingshandelingen, kan de geko-25 zen geometrie van de passage die het eerste-trapsmateriaal opneemt, een capaciteit leveren die gelijk is aan of kleiner is dan de toevoersnelheid van het materiaal.

Zoals is afgeheeld in figuur 15 wordt materiaal toegevoerd aan de buitenboordsectiepassage 234 van de 30 tweede trap door de overbrenggroef 258. Het toegevoerde materiaal wordt voorwaarts gesleept door de kanaalwanden van de passage 234 naar het blokkeerorgaan 260 voor verzameling aan het oppervlak 262 voor afvoer door buitenboordsectiemateriaal-overbrenggroef 264.

35 De tweede-trapsbuitenboordsectie, die is af- gebeeld in figuur 9, bestaat uit één passage, maar roterende werkwerkingsorganen van deze uitvinding kunnen die omvatten waarin meer dan ëén passage kan optreden. Als geïllustreerd in 8300007 -19- figuur 9 verschilt de verwerkingspassage van de tweede-traps-buitenboordsectie wat in afmetingen van de verwerkingspassages van de tweede-trapsbinnenboordsectie. In de geïllustreerde ver-werkingsinrichting is het passagekanaal 233 nauwer en de geo-5 metrie is gekozen om op efficiënte wijze de druk op te wekken _ die nodig is voor de toevoerpassage 234. Het aantal, de vorm, de afmetingen en de geometrie van de passages van de buiten-boordsectie kunnen echter hetzelfde of verschillend zijn ten opzichte van elkaar of ten opzichte van de binnenboordsectie-10 passages.

Weer verwijzend naar figuur 14 wordt het materiaal dat wordt overgebracht in de tweede-trapsbuiten-boordsectiepassage 234 overgebracht naar een verwerkingspassage van de derde trap door de materiaaloverbrenggroef 246. De 15 overbrenggroef 264 is gevormd in een coaxiaal oppervlak 238 en heeft een open eind dat zich evenwijdig aan de as van de rotor 212 uitstrekt vanaf de zone van de passage 234 stroomopwaarts van het oppervlak 262, dan dwars op de as van de rotor 212 over het oppervlak 220 en dan evenwijdig aan de as 20 van de rotor 212 aan de zone van de passage 232 stroomafwaarts van het blokkeerorgaan 266.

De derde-trapspassage 232 (figuren 9 en 16) is primair ontworpen om te functioneren als een druk- of pomptrap voor materiaal, dat wordt geleverd uit de buiten-25 boordsectie van de tweede trap. De geometrie van de passage is gekozen om een passage te verschaffen met een capaciteit die in bedrijf tenminste gedeeltelijk altijd gevuld blijft en hoge afvoerdrukken kan leveren. Zoals is afgebeeld in figuur 16 wordt materiaal dat wordt geleverd aan de derde-trapsver-30 werkingspassage voorwaarts gesleept door de kanaalwanden van passage 232 naar het blokkeerorgaan 266. Het materiaal dat wordt verzameld aan het oppervlak 268 wordt afgevoerd uit de verwerkingsinrichting door uitlaat 270. Afvoerregelmiddelen die zijn afgebeeld als een smoorklep 295 (figuur 16) zijn aan-ï5 gebracht bij de uitlaat 270 om de afvoer van materiaal en/of de afvoerdruk te regelen.

Figuur 9 toont een derde-trapsverwerkings?* sectie bestaande uit één passage, maar meer dan één passage 8300007 -20- kan worden toegepast. De passages kunnen worden geschakeld in parallel of in serie. Bijv. kan een aantal derde-trapsverwer-kingspassages zijn verbonden, zodat materiaal kan worden overgebracht van één derde-trapsverwerkingspassage naar een 5 andere voor afvoer uit de verwerkingsinrichting. Alternatief kan een aantal derde-trapsverwerkingspassages worden verbonden zodat materiaal wordt toegevoerd aan elke passage en afgevoerd uit de verwerkingsinrichting uit elke passage.

Meer-trapsverwerkingsinrichtingen volgens de 10 uitvinding vormen zeer efficiënte polymeerverwerkingsinrich-tingen, die speciale bedrijfs- en ontwerpvoordelen leveren.

Een meer-trapsverwerkingsinrichting, zoals beschreven is en afgeheeld, levert voordelen zoals compacte grootte, laag krachtverbruik en hoog produktiepotentiëel voor doelmatige 15 smelting, vermenging en afvoer van een polymeersmeltprodukt van gelijkmatig hoge kwaliteit bij althans nagenoeg constante snelheid en druk. Een meer-traps-roterende verwerkingsinrichting van het type dat is beschreven met verwijzing naar figuren 9-16 is bijv. Ontworpen om een verscheidenheid van poly-20 mere materialen te verwerken. De ontworpen verwerkingsinrichting omvat een rotor met een buitendiameter van 35,56 cm, die een stelsel verwerkingspassages draagt, zoals is afgeheeld in figuur 9, die zijn verbonden door materiaaloverbrenggroeven.

De materiaaloverbrenggroeven zijn gevormd in het coaxiale op-25 pervlak van het stilstaande huis in althans nagenoeg dezelfde opstellingen als is afgebeeld in figuur 14.

De smelttrappassages van de ontworpen verwerkingsinrichting omvatten vier wigvormige kanalen, zoals is afgebeeld in figuur 9. Elk kanaal heeft een maximumbreedte van 30 2,54 cm, een minimumbreedte van 1,65 cm en een hoogte van 6,22 cm. Het oppervlak 220 dat elk smeltverwerkingskanaal scheidt, heeft een breedte van 2,54 cm. De speling 272 tussen het oppervlak 220 van de rotor 212, die de vier wigvormige kanalen draagt en oppervlak 238 is 0,64 cm. Bovendien is een 35 verzamelkanaal 280 aangebracht op het oppervlak 220, dat de smelttrapkanalen draagt bij het kanaal dat het verst af ligt van de tweede-trapspassage. Het verzamelkanaal 280 is wigvormig en heeft een maximumbreedte van 0,64 cm en een hoogte van 8300007 -21- 6,22 cm. Het oppervlak 220 tussen het verzamelkanaal en het aangrenzende smeltverwerkingskanaal is 2,54 cm. De tweede-trapsbinnenboordsectiepassage omvat een rechthoekig kanaal met een breedte van 2,54 cm en een hoogte van 6,22 cm. Het opper-5" vlak 220 tussen het tweede-trapskanaal en het aangrenzende smeltverwerkingskanaal heeft een breedte van 2,54 cm. De tweede-trapsbuitenboordsectiepassage van de verwerkingsinrichting omvat een rechthoekig kanaal met een breedte van 1,27 cm en een hoogte van 6,22 cm. De derde-trapsverwerkingspassage 10 omvat een kanaal met een maximumbreedte van 0,64 cm en een hoogte van 6,22 cm. Het oppervlak 220 dat het binnenboord-sectiekanaal en het derde-trapskanaal scheidt, heeft een breedte van 3,81 cm, terwijl de breedte van het oppervlak 220 tussen het derde-trapskanaal en het buitenboordtrapskanaal 15 3,81 cm is.

Bij de werking van een meer-traps-roterende verwerkingsinrichting van het beschreven ontwerp kan polymeer materiaal worden toegevoerd aan de vier passages van de eerste trap van de verwarmde verwerkingsinrichting met een snelheid 20 van 907 kg/hr. De verwerkingsinrichtingrotor 212 kan worden geroteeerd met een snelheid van 150 omw/min. De temperatuur van het gesmolten materiaal dat wordt verzameld voor overbrenging door de materiaaloverbrenggroef 250 kan liggen tussen 121°C en 149°C, terwijl de druk die wordt opgewekt aan de 25 eindwandoppervlakken 252 van de eerste-trapspassages kan lig- 2 gen.tussen 70,30 en 105,45 kg/cm . Het verzamelde in de eerste trap verwerkte materiaal kan worden toegevoerd aan de eerste passage van de binnenboordsectie van de tweede trap met een snelheid van 907 kg/hr. De temperatuur van het materiaal dat 30 is verwerkt (gemengd) in de binnenboordsectie kan liggen tussen 166°C en 17l°C, terwijl drukken van 14,06-17,58 kg/cm^ kunnen worden opgewekt aan het eindwandoppervlak 256. De temperatuur van het materiaal dat is verwerkt in de buiten-boordsectie van de tweede trap kan liggen tussen 177°C en 35 188°C, terwijl een druk van 14,06-17,58 kg/em^ kan worden opgewekt aan het eindwandoppervlak 262. Het materiaal dat wordt verwerkt in de derde trap kan worden afgevoerd uit de verwerkingsinrichting met een althans nagenoeg gelijkmatige tempera- 8300007 • > - -22- tuur van tussen 205°C en 233°C, met een althans nagenoeg constante snelheid van 907 kg/hr en met een althans nagenoeg 2 constante druk tussen 140/6 en 210,9 kg/cm .

Behalve het verschaffen van een speciaal 5 doelmatige capaciteit om materiaal te verwerken bij een althans nagenoeg constante afvoersnelheid, temperatuur en druk, verschaft het ontwerp van meer-trappige roterende verwerkings-inrichtingen volgens de uitvinding speciale voordelen bij het minimaliseren van externe lekkage uit de verwerkingsinrichting. 10 Normaal worden afdichtingen van het type dat beschreven is in het Amerikaanse octrooischrift 4.300.842 toegepast om externe lekkage te beheersen. Dergelijke afdichtingen (291 figuur 11) zijn aangebracht op het oppervlak 220 bij elk eind van de rotor 212 om lekkage van materiaal uit de verwerkingsinrich-15 ting door de speling tussen de rotoreindoppervlakken 220 en het oppervlak 238 te beheersen. Bij voorkeur toegepaste meer-trappige verwerkingsinrichtingen volgens de uitvinding omvatten dergelijke afdichtingsmiddelen om externe lekkage te beheersen. Verder kunnen dergelijke afdichtingsmiddelen zijn 20 aangebracht op het oppervlak 220 tussen verwerkingspassages om inwendige lekkage van één passage naar een andere door de speling tussen de oppervlakken 220 en 238 te beheersen. De bij voorkeur toegepaste verwerkingsinrichtingen volgens de uitvinding omvatten ook dergelijke inwendige lekkagebeheersings-25 afdichtingen. Derhalve zullen in de afgebeelde verwerkingsinrichting (figuur 9) dergelijk afdichtingen zijn aangebracht op het oppervlak 220 tussen de binnenboordsectiepassage 230 en de derde-trapspassage 232 en op het oppervlak 220 tussen de passage 232 en de buitenboordsectiepassage 234.

30 Het ontwerp van meer-trappige roterende ver werkingsinrichtingen volgens de uitvinding reduceert echter van nature de mogelijkheid van uitwendige lekkage en verschaft een speciaal doelmatige mate van beheersing van uitwendige lekkage. Zoals reeds is beschreven, is een lekkageverzamel-5 kanaal 280 (figuur 9) aangebracht aan één eind van de smelt-trap om op doelmatige wijze uitwendige lekkage uit het smelt-trapeind van de verwerkingsinrichting te reduceren en te beheersen. Echter, zoals ook is beschreven, is de hoge-drukpomp- 8300007 .. .+ -23- passage in verwerkingsinrichtingen volgens de uitvinding aangebracht tussen passages van de binnenboord- en buitenboord-sectie, die zijn ontworpen om te werken met betrekkelijk lage drukken. Aan het eind van de verwerkingsinrichting tegenover 5 de smelttrap verzoorzaakt dus de meest buitenboord liggende , _ passage (234, figuur 9) in het algemeen lage drukken, waardoor mogelijkheid van uitwendige lekkage wordt gereduceerd en con-troie over uitwendige lekkage wordt verschaft. Bovendien wordt de hoeveelheid materiaal die beschikbaar is voor uitwendige IQ lekkage geminimaliseerd door de beschreven aanbrenging van de hoge-drukverwerkingspassage tussen de verwerkingspassages van de binnenboord- en buitenboordsectie, die werken bij betrekkelijk lage drukken. Materiaal dat lekt uit de hoge-druk-ver-werkingspassage naar de binnenboord- of buitenboordpassages 15 kan worden verzameld in deze binnenboord- en buitenboordsec-tiepassages en weer in circulatie worden gebracht naar de hoge— drukpassage voor afvoer. Uitwendige lekkage uit de afgebeelde meer-trappige roterende verwerkingsinrichting wordt dus op doelmatige wijze beheerst. Aan het smelttrapeind van de ver-2Q werkingsinrichting wordt de lekkage uit de afgebeelde meer-trappige roterende verwerkingsinrichting op doelmatige wijze beheerst door het lekkageverzamelkanaal, dat continu de hoeveelheid materiaal die beschikbaar is voor uitwendige lekkage verzamelt en reduceert. Aan het andere eind werkt de opstel-25 ling van de derde-trapspassage ten opzichte van de binnenboord- en buitenboordpassages om op doelmatige wijze eindlek-kage te beheersen.

Uit de bovenstaande beschrijving moet het duidelijk zijn, dat roterende verwerkingsinrichtincenmet inbe-3Q grip van de nieuwe smelttrap volgens de uitvinding, vele onderscheidende en onverwachte voordelen leveren. De betrekkelijk brede spelingen die zijn verschaft tussen het oppervlak van de rotor die de smeltkanalen draagt, maken een vrije uitwisseling van materiaal mogelijk van passage tot passage en 35 verschaffen een intensieve menging voor materiaal dat verwerkt is in de smelttrap. Verder verschaffen de spelingen een aanvullend smeltverwerkingsoppervlak voor de verwerkingsinrichting en het aanvullende smeltverwerkingsoppervlak verschaft 8300007 -24- zeer doelmatige condities voor het smelten en mengen van verwerkte materialen. De doelmatige toepassing van betrekkelijk grote spelingen wordt bereikt door de opstelling, het ontwerp en de samenwerking van een verzamelkanaal dat in staat is om 5 op doelmatige wijze uitwendige lekkage uit de verwerkingsinrichting te beheersen. Het verzamelkanaal verzamelt op doelmatige wijze en verwijdert snel gesmolten materiaal uit eind-zones van de smeltverwerkingstrap en brengt bij voorkeur het verzamelde gesmolten materiaal weer in circulatie aan met lage 10 druk werkende inlaatzones van smeltverwerkingspassages. De menging van gesmolten materiaal met ongesmolten materiaal in de inlaatzones draagt verder bij tot verbeterde totale smelt-doelmatigheid van de smeltverwerkingstrap.

Het smeltverwerkingstrapontwerp is ook bij-15 zonder aanpasbaar voor verbinding met een verdere verwërkirigs-passage en kan worden aangebracht om de toevoersnelheid van in de smelttrap verwerkt materiaal naar een tweede-trapspassage voor verdere verwerking te vergroten. De vergrote toevoersnel-heidscapaciteit is van speciaal belang in meer-trappige 20 roterende verwerkingsinrichtingen, waarin de verbonden verdere verwerkingspassage een capaciteit heeft om materiaal te verwerken en af te voeren met een snelheid die groter is dan de snelheid waarmee in de smelttrap verwerkt materiaal wordt toegevoerd aan de passage. De vergrote toevoersnelheid is een 25 factor, die verbeterde gelijkmatigheid van stroming, temperatuur en afvoerdrukken bevordert tijdens de werking van de ver-werkingsinrichting, ondanks de mogelijkheid van ernstige schommelingen ten gevolge van het verschil tussen capaciteit en toevoersnelheden. De uitvinding verschaft dus op dit gebied 30 nieuwe roterende verwerkingsinrichtingen met onverwacht verbeterde totale verwerkingsprestatiekarakteristieken in vergelijking met roterende verwerkingsinrichtingen, die op dit gebied bekend waren op het tijdstip dat de uitvinding werd gedaan.

35 8300007

Claims

1. Roterende verwerkingsinrichting, voorzien van een roteerbaar element, dat meerdere verwerkingskanalen draagt, die zich binnenwaarts vanaf het rotoroppervlak uit-5 strekken en een stilstaand element, dat een coaxiaal sluit-oppervlak heeft dat werkzaam is aangebracht met de kanalen om meerdere omsloten verwerkingspassages te verschaffen, waarbij elke verwerkingspassage is voorzien van inlaat- en uitlaatmid-delen en een orgaan dat een materiaalblokkeereindwandoppervlak 10 verschaft en is verbonden met het stilstaande element en zo is aangebracht dat materiaal, dat wordt toegevoerd aan de passage door de inlaat kan worden geblokkeerd aan het eindwandopper-vlak voor verwerking en/of afvoer uit de passage door de uitlaat, met het kenmerk, dat het rotoropper-15 vlak dat de verwerkingskanalen draagt, op een afstand van het sluitoppervlak is aangebracht door een betrekkelijk brede speling, die is uitgevoerd om uitwisseling van aanzienlijk materiaal toe te laten van passage tot passage, om althans nagenoeg de gehele omtrek van elke passage, waarbij een verza-20 melkanaal met tegenover liggende wanden, die worden gedragen door de rotor en zich binnenwaarts vanaf het rotoroppervlak uitstrekken, is aangebracht bij een eindverwerkingskanaal voor het verzamelen van materiaal dat passeert door de speling tussen het sluitoppervlak en het rotoroppervlak, dat het verzamel-25 kanaal en het aangrenzende eindverwerkingskanaal scheidt, en uitlaatmiddelen en een blokkeerorgaan dat een materiaal-blokkeereindwandoppervlak verschaft dat is verbonden met het stilstaande element en is aangebracht bij het verzamelkanaal, zodat materiaal dat wordt verzameld in het verzamelkanaal, kan 30 worden geblokkeerd voor afvoer uit het verzamelkanaal.

2. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat verzamel- kanalen zijn aangebracht bij elke eindverwerkingspassage.

3. Roterende verwerkingsinrichting volgens 35 conclusie 1, met het kenmerk, dat verzamel- kanaalmateriaaloverbrenggroeven zijn gevormd in het sluitoppervlak en aangebracht en uitgevoerd bij elk verzamelkanaal, om materiaal op te nemen dat wordt verzameld en geblokkeerd aan 8300007 -26- het eindwandoppervlak van het verzamelkanaal voor overbrenging naar de inlaatzone van een aangrenzende verwerkingspassage.

4. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door middelen om de 5 verwerkingspassages te verwarmen.

5. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de uitlaat-middelen van de verwerkingspassages en de uitlaatmiddelen van de verzamelkanalen in axiale uitlijning zijn opgesteld en op 10 een afstand van de inlaatmiddelen van de verwerkingspassages liggen, die gelijk is aan het grootste deel van de omtrek van de verwerkingspassages.

6. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de betrekkelijk brede 15 speling ongeveer 0,65 cm of groter is.

7. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door een materiaal-verzamelkanaal dat wordt gedragen door het rotoroppervlak tussen aangrenzende verwerkingskanalen en een orgaan dat een i 20 materiaalblokkeereindwandoppervlak vormt en uitlaatmiddelen zijn verbonden met het stilstaande element en zijn aangebracht bij het uitwisselmateriaalverzamelkanaal, zodat materiaal dat wordt verzameld in het kanaal kan worden geblokkeerd voor afvoer uit het kanaal.

8. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de wand van het verzamelkanaal die het verste afligt van het eindverwer-kingskanaal, een grotere hoogte heeft dan die van de wand van het verzamelkanaal, die het dichtste bij het eindverwerkings- 30 kanaal ligt en eindigt bij eindrotoroppervlakdelen, die een nauwe speling verschaffen tussen de eindrotoroppervlakdelen en het sluitoppervlak.

9. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat afdichtingsmiddelen zijn 35 aangebracht aan de nauwe spelingen tussen de eindrotoroppervlakdelen en het sluitoppervlak.

10. Meer-trappige roterende verwerkingsinrichting, gekenmerkt door een roteerbaar element, 8300007 (< -27- dat meerdere verwerkingskanalen draagt en een stilstaand element, dat een coaxiaal sluitoppervlak heeft, dat werkzaam is aangebracht bij de kanalen om omsloten verwerkingspassages te verschaffen, waarbij de verwerkingspassages meerdere met 5 elkaar verbonden verwerkingstrappen vormen, met inbegrip van een eerste verwerkingstrap en een tweede verwerkingstrap die in de eerste trap verwerkt materiaal opneemt, waarbij de eerste verwerkingstrap is aangebracht aan een eind van de rotor en is voorzien van meerdere verwerkingspassages met een 10 inlaat, een eerste-trapsmateriaaloverbrenggroef en een orgaan dat een materiaalblokkeereindwandoppervlak vormt en is verbonden met het stilstaande element en zo is aangebracht dat aan de passage via de inlaat toegevoerd materiaal kan worden geblokkeerd aan het eindwandoppervlak en toegevoerd aan de 15 overbrenggroef voor overbrenging naar tenminste één passage van de tweede verwerkingstrap, die is voorzien van uitlaatmid-delen en een materiaalblokkeereindwandoppervlak, zodat in de eerste trap verwerkt materiaal dat is toegevoerd aan de passage van de tweede trap kan worden geblokkeerd aan de eindwand 20 en afgevoerd uit de passage van de tweede trap, waarbij het rotoroppervlak dat de verwerkingskanalen van de eerste trap draagt, op een afstand ligt van het sluitoppervlak door een betrekkelijk brede speling, die is uitgevoerd om uitwisseling van aanzienlijk materiaal toe te laten van passage tot passage 25 om althans nagenoeg de gehele omtrek van elke passage en een verzamelkanaal met tegenover gestelde zijwanden dat wordt gedragen door het rotoroppervlak en zich binnenwaarts uitstrekt vanaf het rotoroppervlak, waarbij het verzamelkanaal is aangebracht bij het eerste-trapseindverwerkingskanaal, dat het 30 verste verwijderd is van het tweede-trapsverwerkingspassage-kanaal en geschikt is om materiaal te verzamelen dat passeert door de speling tussen het sluitoppervlak en het rotoroppervlak dat het verzamelkanaal en het eindverwerkingskanaal scheidt en uitlaatmiddelen en een blokkeerorgaan dat een mate-35 riaalblokkeereindwandoppervlak verschaft, dat is verbonden met het stilstaande element en is aangebracht bij het verzamelkanaal en de materiaaloverbrenggroef, zodat materiaal dat is verzameld in het verzamelkanaal kan worden geblokkeerd voor 8300007 -28- afvoer uit het verzamelkanaal via de materiaaloverbrenggroef.

11. Meer—trappige roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 10, gekenmerkt door middelen om tenminste de verwerkingspassages van de eerste 5 trap te verwarmen.

12. Meer-trappige roterende verwerkingsin-richting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de materiaaloverbrenggroef van de eerste trap op een afstand ligt van de inlaat van de eerste-trapsverwerkingspassa- 10 ges, die gelijk is aan het grootste deel van de omtrek van de eerste-trapsverwerkingspassages.

13. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de passages van de eerste trap zijn gevormd met wigvormige kanalen.

14. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de passage van de tweede trap, die het in de eerste trap verwerkte materiaal opneemt, een gekozen geometrie heeft, zodat de passage een capaciteit voor het verwerken en afvoeren van in de eerste trap 20 verwerkt materiaal heeft met een grotere volumesnelheid dan de volumesnelheid, waarmee materiaal wordt toegevoerd naar de tweede passage.

15. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het blokkeerorgaan 25 van de passage van de tweede trap is aangebracht over 180° vanaf het omtreksdeel van de blokkeerorganen van de passage van de eerste verwerkingstrap.

16. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verwerkings- 30 passage van de tweede trap is verbonden met ëén of meer andere verwerkingspassages van de tweede trap.

17. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verwerkingspas sa ge van de tweede trap is verbonden met één of meer andere ver- 35 werkingspassages van de tweede trap en de andere verwerkings-passage van de tweede trap is verbonden met een verwerkings-passage van de derde trap.

18. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 8300007 4 <* * ' '« λ -29- 17, met het kenmerk, dat de verwerkingspassa-ge van de derde trap is geplaatst tussen de tweede-trapsver-werkingspassage die in de eerste trap verwerkt materiaal opneemt en één of meer andere verbonden tweede-trapsverwerkings- 5 passages.

19. Verwerkingsinrichting volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat middelen zijn aange bracht om de afvoer van materiaal uit de verwerkingspassage van de derde trap te regelen. 10 8300007