NL8402844A

NL8402844A - Roterende verwerkingsinrichting.

Info

Publication number: NL8402844A
Application number: NL8402844A
Authority: NL
Original assignee: Usm Corp
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1985-04-01
Also published as: IT1175732B; FR2551675A1; DE3433832C2; SE8404591D0; US4529478A; GB8422893D0; DE3433832A1; GB2147221A; JPH0534124B2; JPS6087014A; CA1237426A; IT8422661A0; GB2147221B; SE8404591L

Description

t ' NL/32.304-tM/f.

* ί* 4

Roterende verwerkingsinrichting .

De uitvinding heeft betrekking op een roterende verwerkingsinrichting, die bijzonder geschikt is voor het verwerken van materialen,· die gedispergeerdé vluchtige bestanddelen bevatten.

5 Roterende verwerkingsinrichtingen zijn bekend. Details met betrekking tot dergelijke verwerkings-inrichtingen zijn beschreven in de Amerikaanse octrooi-schriften 4.142.805, 4.194.841, 4.207.004, 4.213.709, 4.227.816, 4.255.059, 4.289.319, 4.300.842, 4.329.065, 10 4.389.119, 4.413.913, 4.402.616, 4.411.532 en 4.421.412.

Essentiële elementen van de afzonderlijke basisverwerkingspassage van roterende verwerkingsorganen, die zijn beschreven in de bovengenoemde octrooischriften omvatten een roteerbaar element, dat tenminste één ver-15 werkihgskanaal draagt en een stilstaand element, dat een coaxiaal sluitoppervlak vormt, dat werkzaam is aangebracht om met het kanaal een ingesloten verwerkingspassage te vormen. Het stilstaande element heeft een inlaat voor het toevoeren van materiaal aan de passage en een uitlaat voor 20 het afvoeren van materiaal uit de passage. Een onderdeel, dat een materiaalblokkeer- en materiaalverzameleindwand-oppervlak vormt, is ook verbonden met het stilstaande element en aangebracht bij de uitlaat. Het eindwandopper-vlak is geschikt voor het blokkeren van de beweging van 25 aan de passage toegevoerd materiaal en om samen te werken met de bewegende kanaalwanden om een relatieve beweging te bewerkstelligen tussen het geblokkeerde materiaal en de bewegende kanaalwanden. Deze samenwerking maakt het mogelijk dat materiaal in contact met de bewegende wanden voorwaarts 30 wordt gesleept naar het eindwandoppervlak voor verzameling en/of beheerste verwerking en/of afvoer. Zoals beschreven in de bovengenoemde octrooischriften bieden de verwerkings-passages een zeer veelzijdige verwerkingsmogelijkheid. De passages kunnen worden aangepast voor het verrichten van de 35 werkingen, zoals o.a. smelten, mengen, onder druk zetten, pompen, ontgassen en homogeniseren, alsmede het toevoegen van ingrediënten aan of het onttrekken van ingrediënten uit materialen, die worden verwerkt in de passage.

8402844 - -2-

i- -T

De Amerikaanse octrooischriften 4.329.065 en 4.413.913 hebben betrekking op een inrichting respectievelijk werkwijze voor het ontgassen van vloeibare materialen. Volgens de daarin beschreven inrichting en werkwijze wordt 5 materiaal toegevoerd aan de verwerkingspassage en bij de inlaat wordt het materiaal uitgespreid als dunne films op de zijden van de roterende kanaalwanden. Een lege ruimte wordt gevormd stroomafwaarts van de spreider en een vacuüm-bron is verbonden met de lege ruimte, zodat vluchtige mate-10 rialen kunnen worden afgevoerd van de oppervlakken van de dunne films, die worden gevoerd door de holle ruimte. De films kunnen weer worden verspreid op de kanaalwanden op gekozen punten om de omtrek van de passage om meer dan ëên holle ruimte te vormen, waar de vernieuwde oppervlakken 15 van de opnieuw .uitgespreide films kunnen worden blootgesteld aan vacuüm. De. dunne films worden voorwaarts gevoerd door de passage naar het materiaalverzameleindwandoppervlak, waar de films van de wanden worden afgeschraapt en verzameld voor afvoer . Gewoonlijk wordt het materiaal afgevoerd naar 20 een andere ontgassingspassage, waar het weer wordt verspreid op de wanden en blootgesteld aan vacuüm op de beschreven wijze om de gewenste mate van ontgassing te bereiken. Een poortopening in het stilstaande element vormt een verbinding tussen de vacuümbron en de lege ruimte in de verwer-25 kingspassage.

De roterende verwerkingsinrichting volgens de iu-i^xn-ding omvat een roteerbaar element, dat tenminste twee ringvormige kanalen draagt en een stilstaand element, dat een coaxiaal sluitoppervlak vormt, dat werkzaam is aan-30 gebracht met de kanalen om ingesloten ontgassingspassages te vormen, die een ontgassingstrap voor de verwerkingsinrichting vormen. Elke passage van de verwerkingsinrichting omvat een inlaat, voor het opnemen van materiaal, een uitlaat voor het afvoeren van verwerkt materiaal en een onder-35 deel, dat een eindwandoppervlak vormt, waarbij al deze delen zijn verbonden met het stilstaande element. Het onderdeel, dat het eindwandoppervlak vormt, is zo aangebracht en uitgevoerd, dat het aan de passage toegevoerde materiaal voorwaarts kan worden gevoerd door de roterende 40 kanaalwanden naar het eindwandoppervlak, waar de beweging 8402844 -3- « ï van het voorwaarts gevoerde materiaal wordt geblokkeerd en het geblokkeerde materiaal wordt verzameld voor afvoer uit de passage. Een of meer materiaaloverbrenggroeven zijn gevormd in het coaxiale oppervlak van het stilstaande element 5 en geplaatst bij het onderdeel, dat het eindwandoppervlak vormt. Deze overbrenggroeven zijn ontworpen om ontgassings-passages met elkaar te verbinden/ zodat materiaal, dat wordt geblokkeerd en verzameld in de passage, kan worden overgebracht naar een andere passage.

10 In een uitvoering van de uitvinding kunnen de ontgassingspassages spreiders omvatten, die zijn verbonden met het stilstaande element en aangebracht bij de inlaten van de passages. Deze spreiders zijn ontworpen om de beweging van het aan de passages toegevoerde materiaal te 15 blokkeren en het materiaal te verspreiden op de wanden van de passage om dunne films te vormen op de kanaalwanden van de passages stroomafwaarts van de spreiders. Het verspreiden vormt een lege ruimte stroomafwaarts van de verspreider en een vacuüm is aangesloten op de lege ruimte voor het afvoe-20 ren van vluchtige bestanddelen uit de dunne films die worden gedragen door de wanden.

De roterende verwerkingsinrichting volgens de uitvinding omvat een nieuw verbeterd vacuümsysteem voor het evacueren van de twee of meer aangrenzende ontgassings-25 passages van de verwerkingsinrichting. Het nieuwe verbeterde vacuümsysteem volgens de uitvinding omvat een verdeelstuk, dat een betrekkelijk grote opening door het stilstaande element volledig insluit en het verdeelstuk is aangebracht in werkzame verbinding met een vacuümbron via een vacuüm-30 poort. Het vacuümsysteem is ontworpen om gelijktijdig de ontgassingspassage van de ontgassingstrap te evacueren.

De vacuümpoort van het vacuümsysteem is op een afstand ge- i plaatst van de opening door het stilstaande element. Aanvullend is de vacuümpoort betrekkelijk groot om voordelen 35 te verkrijgen zoals een verminderd vacuümverlies, een lagere drukval door de poort en een zo klein mogelijk smooreffect.

Het nieuwe vacuümsysteem omvat ook middelen, die op doelmatige wijze een materiaalverzameling verhinderen tenminste in de zone van de opening door het stilstaande element 40 en/of in de zone van de vacuümpoort.

8402844 -4- ? <ί

De onderhavige uitvinding verschaft een zeer doelmatig vacuümsysteem bijvoorbeeld voor de ontgas-singsinrichting en werkwijzen, die zijn beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.329.065 en 4.413.913 voor het 5 bereiken van een ontgassing via een mechanisme, dat drie stappen omvat: 1) kernvorming van bellen van vluchtig materiaal in het verwerkingsmateriaal, 2) groei van de bellen en 10 3) barsten van de bellen.

Dit mechanisme vereist geer spreiding van het materiaal op de kanaalwanden als dunne lagen, maar verschaft niettemin een buitengewoon doelmatige massaover-dracht van vluchtige bestanddelen uit verwerkingsmaterialen 15 met inbegrip van visceuze visco-elastische materialen.

Details met betrekking tot de roterende verwerkingsinrichtingen met het vacuümsysteem volgens de uitvinding alsmede de voordelen, die zijri afgeleid uit deze verwerkingsinrichting, zullen duidelijker worden uit een 20 gedetailleerde, beschrijving van de voorkeursuitvoeringen in verband met de tekeningen.

De. uitvinding zal worden beschreven in verband met de aangehechte tekeningen,waarin fig. 1 is een vereenvoudigde doorsnede 25 van een deel van een roterende verwerkingsinrichting van de uitvinding met het nieuwe vacuümsysteem.

Fig. 2 is een vereenvoudigde doorsnede van een ontgassingspassage van de roterende verwerkingsinrichting van fig. 1 volgens de lijn II-II van fig. 1 en toont 30 het nieuwe vacuümsysteem.

Fig. 3 is een vereenvoudigde doorsnede van een ontgassingspassage van de roterende verwerkingsinrichting van fig. 1 volgens de lijn III-III van fig. 1 en toont het nieuwe vacuümsysteem.

35 Fig. 4 is een vereenvoudigd schematisch aanzicht van de onderlinge verbinding van de passages van fig. 1 met elkaar en met stroomopwaartse en stroomafwaartse passages van de verwerkingsinrichting door middel van overbrenggroeven, waarbij grotere pijlen de stromingsrich-40 ting van materiaal van een passage naar een andere aangeven 8402844 -5- w < en gebreken lijnen een mogelijke bron van materiaallekkage tonen.

Fig. 5 is een vereenvoudigde doorsnede van een deel van de roterende verwerkingsinrichting van de fig.

5 1-4 en toont het verschijnsel van cilinderaanhangsels.

Fig. 6 is een vereenvoudigd schematisch aanzicht van de onderlinge verbinding van passages van een andere uitvoering van een roterende verwerkingsinrichting van de uitvinding door middel van overbrenggroeven/ waarbij 10 grotere pijlen de stromingsrichting van materiaal van êên passage naar een andere aangeven en gebroken lijnen een andere mogelijke bron van lekkage aangeven.

Fig. 7 is een vereenvoudigde doorsnede van een ontgassingspassage van fig. 1 en toont middelen voor het 15 beheersen van lekkage van materiaal in de passage.

Fig. 7a is een vereenvoudigd bovenaanzicht van de passage van fig. 7 en toont middelen voor het beheersen van lekkage van materiaal in de passage.

Fig. 8 is een vereenvoudigde doorsnede van 20 een ontgassingspassage van fig. 6 en toont middelen voor het beheersen van lekkage van materiaal in de passage.

Fig. 8a is een vereenvoudigd bovenaanzicht van de passage van fig. 8 en toont middelen voor het beheersen van lekkage van materiaal in de passage.

25 Fig. 9 is een vereenvoudigde gedeeltelijke doorsnede van een meertrappige roterende verwerkingsinrich-ting en toont een bij voorkeur toegepaste uitvoering van verwerkingspassages en toont het nieuwe vacuümsysteem.

Fig. 10 is een vereenvoudigd schematisch 30 aanzicht van de onderlinge verbinding van de passages van fig. 9 door middel van overbrenggroeven, waarbij pijlen de stromingsrichting van materiaal van êên passage naar een andere aangeven.

Fig. 11 is een vereenvoudigde doorsnede 35 van een toevoerpassage van de in fig. 9 afgeheelde uitvoering van passages volgens de lijn XI-XI van fig. 9.

Fig. 12 is een vereenvoudigde doorsnede van een eerste ontgassingspassage van de uitvoering van passages van fig. 9 volgens de lijn XÏI-XII van fig. 9.

40 Fig. 13 is een vereenvoudigde doorsnede 8402844 f * -6- van een tussenliggende ontgassingspassage van de uitvoering van passages van fig. 9 volgens de lijn'XIII-XIII van fig. 9.

Fig. 14 is een vereenvoudigde doorsnede van een laatste ontgassingspassage van de uitvoering van passages 5 van fig. 9 volgens de lijn XIV - XIV van fig. 9 en fig. 15 is een vereenvoudigde doorsnede van een opneempassage van de uitvoering van passages van fig. 9 volgens de lijn XV-XV van fig. 9.

Fig. 1 toont een bij voorkeur toegepaste 10 roterende verwerkingsinrichting volgens de uitvinding. De afgebeelde verwerkingsinrichting is voorzien van een roteerbaar element, dat een rotor 12 omvat, die is gemonteerd op een aandrijfas 14 voor rotatie binnen een stilstaand element, dat een huis 16 omvat. De rotor 12 draagt tenminste twee 15 ringvormige verwerkingskanalen 23 en 27, die elk tegenoverliggende zijwanden hebben, die zich binnenwaarts uitstrekken vanaf het rotoroppervlak 20. Middelen voor het roteren van de rotor 12 zijn aangegeven met M (fig. 1), daar deze middelen van een geschikt type zijn, dat gewoonlijk wordt toege-20 past voor roterende extruders of soortgelijke inrichtingen voor het verwerken van visceuze of geplastificeerde materialen en bekend zijn. Het huis 16 van het stilstaande element vormt een coaxiaal sluitoppervlak 18, dat samenwerkend is aangebracht met het oppervlak 20 van de rotor 12 om met 25 de kanalen 23 en 27 ingesloten ontgassingspassages 24 en 28 te vormen.

De fig. 2 en 3 tonen een eerste ontgassingspassage 24 respectievelijk, laatste ontgassingspassage 28 met inlaten 50b respectievelijk 52b en uitlaten 52a res-30 pectievelijk 56a.. De inlaten 50b en 52b en de uitlaten 52a en 56a zijn alle gevormd in het huis 16. De passages 24 en 28 omvatten elk ook een blokkeeronderdeel 43, dat een eind-wandoppervlak 44 voor elke passage bij de uitlaat om in de passage verwerkt materiaal te verzamelen voor afvoer door 35 de passageuitlaat. Bij voorkeur zijn het eindwandoppervlak 44 en de uitlaten 52a en 56a over een groot deel. van de om-treksafstand om de passage vanaf de inlaten 50b en 52b aangebracht. De eerste passage 24 en de laatste passage 28 van de verwerkingsinrichting zijn onderling verbonden door 40 een overbrenggroef 52, zoals is afgebeeld in fig. 4. De o- 8402844 * 4 * -7- verforenggroef 52 vormt- de uitlaat 52a van de passage 24 en de inlaat 52b van de passage 28. De overbranggroef 52 is geyormd in het sluitoppervlak 18 en zo aangebracht, dat in de 'passage '24 verwerkt materiaal kan worden overgebracht naar 5 de passage 28, zoals is afgeheeld door de niet gebroken pijlen. Deze wijze van onderlinge verbinding van passages is in detail beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.277.816. De inlaat 50b (fig. 2 en 4) naar de passage 24 en de uitlaat 56a (fig. 3 en 4) uit de passage 28 kunnen 10 ook zijn gevormd door overbrenggroeven, die de afgeheelde passages verbinden met stroomopwaartse en/of stroomafwaartse passages van de verwerkingsinrichtxng. Anders kunnen andere vormen van inlaat- en/of uitlaatopstellingen worden toegepast voor de passages, zoals het toevoeren van materiaal van 15 buiten de verwerkingsinrichting direct aan de passage 24 of het direct afvoeren van materiaal naar buiten de verwerkings-inrichting uit de uitlaat 56a van de passage 28,

De ontgassingspassages, die zijn afgeheeld in fig. 1 omvatten vacuümafdichtmiddelen 78, die worden ge-20 dragen op de oppervlakken 20 van de buitenwanden van de passages 24 en 28. Andere delen van de verwerkingsinrichtxng kunnen zijn voorzien van afdichtingen (niet afgebeeld), zoals die welke zijn beschreven in het bovenaangehaalde Amerikaanse octrooischrift 4.300.842.

25 De complete ontgassingstrap, die is afge beeld in fig. 1 omvat twee passages, de eerste en de laatste ontgassingspassage 24 respectievelijk 28. Meer dan twee ver-werkingspassages kunnen echter worden aangebracht en in dat geval worden de passages tussen de eerste (24) en laatste 30 (28) ontgassingspassage aangeduid als tussenliggende ontgas singspassages en zo aangebracht, dat alle aangrenzende ontgassingspassages van de trap in serie zijn verbonden door overbrenggroeven.

Het nieuwe vacuümsysteem van de verwer-35 kingsinrichting volgens de uitvinding is afgebeeld in fig.

1-3. Zoals is afgebeeld in fig. 1-3 is een verdeelstuk 76 bevestigd aan en strekt dit zich buitenwaarts uit van het buitenoppervlak van het huis 16 en omringt dit volledig een althans nagenoeg rechthoekige opening 17. De opening 17 door 40 het stilstaande element (huis 16) strekt zich uit in de ro- 840 284 4 I » -8- tatierichting om een deel van de omtrek van het huis 16 vanaf de voorrand 15 van de opening 17 naar de achterrand 15a van de opening 17. De opening. 17 strekt zich ook axiaal uit over de kanalen 23 en 27, zoals is afgebeeld in fig. 1. Het ver-5 deelstuk 76 vormt dus een werkzame verbinding tussen de kanalen 24 en 28 en een vacuümbron (niet afgebeeld) via de vacuümpoort 75 (fig. 1) voor het evacueren van de passages 24 en 28. Het vacuümverdeelstuk 76 kan in verbinding staan met een vacuümmeetmiddel (niet afgebeeld) via een vacuüm-10 meetopening 77 (fig. 3) in het verdeelstuk 76. Naar keuze kan een aftapmiddel (niet afgebeeld) zo nodig zijn aangebracht om een condensaat af te tappen uit het verdeelstuk 76. Afdichtmiddelen, zoals pakkingen en O-ringen zijn waar nodig aangebracht voor het beheersen van vacuümlekkage uit 15 het verdeelstuk 76. Bij voorkeur wordt het verdeelstuk 76 verhit door een verhittingsmiddel H (fig. 1-3) , zoals een elektrische verhittingsstrip om condensatie van dampen binnen het verdeelstuk 76 te verminderen.

Zoals, is afgebeeld strekt zich de althans 20 nagenoeg rechthoekige opening 17 axiaal over althans nagenoeg de volle breedte van de te evacueren passages uit (fig. 1). Ook is de opening 17 breed in zijn omtreksafme-ting ten opzichte van de rotordiameter (fig. 2) en bij voorkeur strekt de opening 17 zich tenminste 10° om de omtrek 25 van het huis 16 uit. De geometrie van de opening 17, het verdeelstuk 76 en de poort 75 vormt een aanmerkelijk groot dwarsdoorsnedeoppervlak voor een bijzonder doelmatige overdracht van dampen uit de passages 24 en 28 naar de vacuümbron en om een vacuümverlies tengevolge van vernauwing van de 30 opening 17 te verminderen. Bij voorkeur is het voor de damp-overdracht beschikbare dwarsdoorsnedeoppervlak voldoende groot om dampsnelheden bij of onder 0,2 mach te verschaffen.

Zoals is afgebeeld in fig. 1, omvat het verdeelstuk 76 een vacuümpoort 75, die betrekkelijk groot in 35 diameter is en op een afstand van de opening 17 ligt, en het gebruik van een grotere vacuümleiding (niet afgebeeld) mogelijk maakt. Deze maatregelen verminderen een ongewenste drukval en verschaffen een verbeterde beheersing over het vacuümverlies, dat kan optreden bij kleine poorten. In het 40 in fig. 1 afgebeelde verdeelstuk 76 is de vacuümpoort 75 ge- 8402844 * i -9- ί plaatst aan het deel van het verdeelstuk 76, dat het verst ia verwijderd van de passages 24 en 28. Anders kan de poort 75 zijn verplaatst aan de zijdelen van het verdeelstuk 76 en kan meer dan één vacuümpoort worden toegepast.

5 Deze combinatie van een grote opening 17 door het huis 16, die is ingesloten door een groot vacuüm-verdeelstuk 76 met een betrekkelijk grote poort 75, zoals is afgebeeld in fig. 1-3, verschaft een bijzonder doelmatige evacuering van de ontgassingspassages van de roterende ver-10 werkingsinrichting. Deze bijzonder doelmatige evacuatie-werkingskarakteristieken worden verzekerd door het opnemen van middelen, die op doelmatige wijze lekkage van materiaal in de ontgassingspassages kunnen verhinderen en op doelmatige wijze het verzamelen van materiaal in de ontgassingspassages 15 verhinderen.

De constructie- en werkingskarakteristieken van de ontgassingspassages bieden omstandigheden, die aanleiding kunnen geven voor lekkage van materiaal in de ontgassingspassages en een bijzondere en onwenselijke verzameling 20 van materiaal binnen de ontgassingspassages. Fig. 5 toont op vereenvoudigde wijze manieren, waarop deze lekkage en bijzondere verzameling van materiaal kan optreden in ontgassingspassages. Fig. 5 toont in vereenvoudigde vorm een opstelling van verwerkingspassages, die zijn gevormd door 25 door de rotor 12 gedragen kanalen en een sluitoppervlak 18.

De afebeelde passages omvatten een ontgassingstrap (passages 24 en 28) met een toevoerpassage 22 voor het toevoeren van gesmolten materiaal aan de ontgassingstrap en een passage 30 voor het opnemen van gesmolten materiaal, dat is verwerkt 30 in de ontgassingstrap. De toevoer- en opneempassages 22 en 30 zijn gewoonlijk althans nagenoeg vol met gesmolten materiaal en aanzienlijk hoge drukken worden opgewekt in de toevoer- en opneempassages, terwijl de ontgassingspassages slechts gedeeltelijk vol en onder vacuüm worden gehouden.

35 Tengevolge van drukverschillèn kan materiaal uit de toevoeren opneempassages worden gedrukt of geperst in een speling 19 tussen het rotoroppervlak 20 en het sluitoppervlak 18, zoals is aangegeven door de pijlen.

8402844 ί ♦ -10-

Materiaal, dat beweegt in de speling 19 kan worden geperst of getrokken in de passages 24 en 28 en in de opening 17 van het vacuümsysteem of het materiaal kan worden afgezet op delen van het stilstaande sluitoppervlak 18 van de pas-5 sage. Zodra materiaal is afgezet op de delen van het oppervlak 18, dat de passages insluit, kan het niet voorwaarts worden gesleept door de roterende kanaalwanden en blijft het daarom afgezet op het oppervlak 18. Wanneer meer materiaal wordt geperst tussen de speling 19 in de passages 10 hoopt het materiaal zich verder op op materiaal, dat reeds is afgezet op het oppervlak 18. Het apgehoopte materiaal blijft gehecht aan sommige punten om de omtrek en kan hangen aan het oppervlak 18 en neemt de vorm aan, die is afgeheeld in fig.. 5, waarin het opgehoopte materiaal dat is 15 gehecht aan het oppervlak 18 zich uitstrekt vanaf het oppervlak 18 in de passages. Een deel van Het opgehoopte materiaal zal telkens afbreken tijdens de werking en kan onder invloed van de zwaartekracht vallen of worden getrokken in de passage om voorwaarts te worden gevoerd 20 voor afvoer uit de passage. Aanvullend kan een deel van het materiaal een verslechtering ondergaan tengevolge van de toename in de verblijfstijd in de verwerkingsinrichting en kan het de hoofdmassa van materiaal verontreinigen.

25 Deze ophopingen van materiaal, die zijn gehecht aan en hangen aan het oppervlak 18 en zich uitstrekken tot in de ontgassingspassages worden aangeduid als cilinderaanhan^sels. Theoretisch kan het verschijnsel van cilinderaanhangsels, dat optreedt onder de bovenomschreven 30 omstandigheden optreden op elk punt om de omtrek van de eerste en laatste ontgassingspassage tussen de inlaat en de uitlaat tengevolge van het drukverschil in de daaraan grenzende passages. Echter worden afdichtingsmiddelen, zoals 78 in fig. 1, normaal gebruikt om lekkage van materiaal naar 35 de eerste en laatste ontgassingspassage te beheersen en om het vacuümniveau in de ontgassingspassages te beheersen.

Deze afdichtingsmiddelen functioneren op doelmatige wijze om een groot deel van de omtrek van de passage, maar uiterst hoge drukken kunnen worden opgewekt in sommige omtreksdelen 40 van de ontgassingspassages, hetgeen kan leiden tot lekkage 8402844 i i • -11- van materiaal in de speling 19.

Fig* 4 toont een bijzondere kans op de vorming van cilinderaanhangsels, die kan optreden aan de inlaat-zone van een eerste ontgassingspassage 24. Bij de normale wer-5 king neemt de druk in de toevoerpassage 22 geleidelijk toe om de omtrek van de passage. De maximumdruk wordt bereikt aan het eindwandblokkeeroppervlak 44 om op doelmatige wijze gesmolten materiaal af te voeren uit de toevoerpassage naar de eerste ontgassingspassage 24 door de overbrenggroef 50. Aanvullend 10 kunnen middelen voor het regelen van de toevoer van materiaal (niet afgebeeld) naar de passage 24 hoge drukken opwekken in deze zone. Tengevolge van de hoge drukken/ die worden opgewekt aan de overbrenggroef 50 kunnen hoeveelheden van materiaal worden geperst in de speling 19 uit de overbrenggroef 50 15 zoals is aangegeven door de gebroken pijlen. Het materiaal, dat in de speling 19 wordt geperst wordt voorwaarts gesleept door het roterende rotoroppervlak 20 en zoals is afgebeeld door de gebroken pijlen gezogen in dè eerste ontgassingspassage 24 tengevolge van het vacuümniveau in de passage 24.

20 Het in de passage 24 gezogen materiaal kan hechten aan het sluitoppervlak 18 en als meer materiaal wordt geperst in de speling 19 en voorwaarts gesleept door het roterende oppervlak 20 hoopt het materiaal zich op op het aangehechte materiaal om cilinderaanhangsels te vormen, die zich uitstrekken tot in 25 de passage 24. Zoals is aangegeven met de gebroken pijlen kan ook een deel van het dekmateriaal in de speling 19 voorwaarts worden gesleept en gezogen in de passage 24 in de zone van de opening 17 met als gevolg meesleuren en mogelijke verstopping van de vacuümleiding.

30 Althans nagenoeg dezelfde situatie voor lekkage van materiaal in de speling 19 bestaat aan de uitlaat-zone van de passage 28, zoals is afgebeeld door de gebroken pijlen in fig. 4, waar hoge drukken normaal worden opgewekt voor afvoer van materiaal uit de passage door de dwarsdoor-35 snedeafmeting van de uitlaat 56a of door andere middelen (niet afgebeeld) om het afvoeren van materiaal uit de passage 28 te regelen.

Fig. 6 toont een andere mogelijke kans op cilinderaanhangsels, die in het bijzonder optreedt in ontgas-40 singspassages, die zijn beschreven in het Amerikaanse octrooi- 8402844 -12- i ψ schrift 4.329.065. Zoals is afgebeeld worden de eerste en laatste ontgassingspassages 24 respectievelijk 28 geëvacueerd door de opening 17 en zijn deze aangebracht tussen de toe-voerpassages 22 en de opneempassage 30. De drukken in de pas-5 sages 22 en 30 zijn belangrijk hoger dan de drukken in de ontgassingspassages 24 en 28. De ontgassingspassages 24 en 28 omvatten spreiders- 26, die zijn aangebracht bij de inlaten 50a en 52a van de passages 24 en 28. De spreiders 26 zijn verbonden met het stilstaande oppervlak 18 (niet afgebeeld) 10 en. strekken zich radiaal uit in de passages 24 en 28 en vormen nauwe spelingen,zoals 31 tussen de zijwanden 26a van de spreiders 26 en de binnenste kanaalwandoppervlakken 23a en 27a van de passages 24 en 28. Materiaal, dat wordt toegevoerd aan de passages 24 en 28 wordt geblokkeerd door de 15 oppervlakken 2.9 van de spreiders 26, verspreid op de bewegende kanaalwandoppervlakken en wordt gesleept voorbij de spreiders 26 als dunne lagen, die lege ruimten vormen stroomafwaarts van de spreiders 26 in de rotatierichting van de kanaalwandoppervlakken.

20 Uiterst hoge drukken kunnen worden opge bouwd aan de oppervlakken 29 van de spreiders 26 en materiaal kan worden geperst in de speling 19, zoals is afgebeeld door de gebroken pijlen en voorwaarts worden gevoerd door de roterende oppervlakken 20 voorbij de spreider 26.

25 Het materiaal, dat voorwaarts wordt gevoerd door de oppervlakken 20 kan worden geperst of gezogen in de passages 24 en 28 tengevolge van het vacuümniveau in deze passages.

Zoals is aangegeven door de gebroken pijlen kan het materiaal, dat wordt geperst of gezogen in de ontgassingspassa-30 ges 24 en 28 vanaf de oppervlakken 20 hechten aan delen van het sluitoppervlak 18 (niet afgebeeld), dat de lege .ruimte insluit en aanvullend materiaal, dat voorwaarts wordt.gesleept door de oppervlakken 20 kan zich ophopen op het aangehechte materiaal om cilinderaanhangsels te vormen in 35 de passage. Zoals ook is aangegeven door de gebroken pijlen kan een deel van het lekkagemateriaal worden geperst of gezogen in de passage in de zone van de opening'17.

De materiaallekkage en ophoping van lekkagemateriaal in de ontgassingspassages als cilinderaanhang-40 seis vormt een bedrij fsprobleem, dat moet worden vermeden 8402844 -13- ' * of verminderd voor de grootst mogelijke verwerkingsdoel-matigheid. Zoals boven is beschreven, wordt de verblijfstijd in de passage van materiaal, dat zich heeft opgehoopt als cilinderaanhangsels tergroot en de vergrote verblijfs-5 tijd kan de kwaliteit van het verwerkte product beïnvloeden. Aanvullend kunnen cilinderaanhangsels instabiliteit (stro-mingsfluctuaties) in de opbrengst van de passage veroorzaken. Even belangrijk vormt elke lekkage van materiaal in de eerste en laatste verwerkingspassage in de zone van de 10 opening 17 en de vacuümpoort 75 een ernstige kans op mee-sleuring en verstopping van de vacuümleiding.

Volgens de onderhavige uitvinding verhinderen omtreksribben 80 op doelmatige wijze lekkage van . materiaal in de zone van de vacuümpoort. Zoals is afge-15 beeld in fig. 1, 2 en 3 zijn de omtreksribben 80 aangebracht en geplaatst aan de omtrekszones van de ontgassings-trap bij de wanden 23a en 27a (fig. 1). De omtreksribben 80 zijn stevig bevestigd aan het stilstaande sluitoppervlak 18 en strekken zich uit over een deel van het oppervlak 20 20 bij de kanaalwanden 23a en 27a. De ribben 80 vormen een verlengstuk van het sluitoppervlak 18 en strekken zich ook radiaal uit in de kanalen 23 en 27 en vormen een nauwe speling 32 (fig. 7 en 7a) tussen de zich radiaal uitstrekkende delen van de ribben 80 en wanden 23a en 27a. Zoals 25 is afgebeeld in fig. 2 en 7a is de rib 80 aangebracht en geplaatst in de passage 24 om zich.uit te strekken in de rotatierichting van de rotor 12 vanaf een punt. aan of bij de inlaat 50b naar een punt aan of voorbij de achterrand 15a van de opening 17. Zoals is afgebeeld in fig. 3 is de 30 omtreksrib 80 aangebracht en geplaatst in de passage 28 om zich uit te strekken in de rotatierichting van de rotor 12 vanaf een punt aan of bij het blokkeeronderdeel 43 naar een punt aan of voorbij de achterrand 15a van de opening 17. De opstelling van omtreksribben 80, die zijn 35 afgebeeld in fig. 2, 3 en 7a verhindert op doelmatige wijze de vorming van cilinderaanhangsels op dat deel van het oppervlak 18 stroomopwaarts van de opening 17, dus dat deel van het oppervlak 18 tussen de inlaten 50b en 52b van de passages 24 en 28 en de voorrand 15 van de opening 40 17. Materiaal, dat zich ophoopt op dat deel van het opper- 84 0 28 4 4 * -14- vlak 18 levert een bijzonder ernstige·«.kans op verstopping van de opening 17 of de vacuümpoort 75. Aanvullend, daar de omtreksrib 80 zich uitstrekt voorbij de achterrand 15a van de opening 17, wordt ook op doelmatige wijze verhinderd, 5 dat materiaallekkage uit de speling 19 binnentreedt in de opening 17. De omtreksribben 80 vormen dus een belangrijk integraal deel van het vacuümsysteem volgens de uitvinding en werken samen om op doelmatige wijze lekkage en ophoping van materiaal in de ontgassingspassages te verhinderen en 10 beheersen om daardoor op doelmatige wijze de totale betrouwbaarheid en doelmatigheid van het vacuümsysteem zo groot mogelijk te maken.

Het bereiken van een doelmatige verhindering en beheersing van lekkage en ophoping van materiaal 15 door omtreksribben 80 in de zone van de opening 17 of de poort 75 is het best afgebeeld in de fig. 7, 7a, 8 en 8a. Fig. 7 en 7a tonen de werking van de rib 80 in de passage 24 wanneer geen spreider wordt toegepast. Zoals vermeld is de rib 80 aangebracht in de passage 24 om een speling 32 te 20 vormen, die zich uitstrekt van een punt aan of bij de inlaat 50b (fig. 2 en 7a) naar een punt aan - of bij voorkeur voorbij - de rand 15a van de opening 17 (fig. 2 en 7a) .

Zoals is afgebeeld door de pijlen van fig. 7 en 7a wordt verhinderd, dat materiaal., dat wordt geperst in de speling 25 19 tussen de oppervlakken 18 en 20 en voorwaarts gevoerd door het roterende oppervlak 20 in aanraking komt met en wordt afgezet op dat deel van het oppervlak 18 stroomopwaarts van de opening 17, dat de passage 24 insluit. Als het materiaal in de speling 19 wordt bewogen naar dat deel 30 van het oppervlak 18, dat de passage 24 insluit of naar de opening 17,buigt de omtreksrib.80 het bewegende materiaal af naar de speling 32 tussen de wand 23a en de rib 80.

Het naar de speling 32 afgebogen materiaal wordt afgevoerd in de passage 24 uit de speling 32. in de zone van de rib 35 80 of het materiaal kan voorwaarts worden gevoerd door de roterende wand 23a voor afvoer stroomafwaarts van de rib 80. Cilinderaanhangsels worden dus op doelmatige wijze verhinderd in dat deel van het oppervlak 18, dat de passage 24 insluit, dat zich uitstrekt van de inlaat 50b tot de 40 rand 15 van de opening 17, waardoor op doelmatige wijze de 8402844 -15- kans op verstopping van de opening 17 of de poort 75 door ci-linderaanhangsels wordt vermeden. Aanvullend strekt de omtreks-rib 80 zich uit voorbij de rand 15a van de opening 17 en verhindert dus op doelmatige wijze dat lekkagemateriaal, dat wordt 5gevoerd naar de zone van de opening 17 in contact komt met de opening 17 of de poort 75. De speling 32 kan constant zijn langs de gehele lengte van de rib 80 of de speling kan variëren. Bij voorkeur moet de speling 32 liggen tussen 0,01. inch tot 0,25 inch (0,25 - 6,25 mm). Normaal strekt de rib 80 zich 10radiaal uit in de passage 24 (of 28) niet verder dan ongeveer de halve diepte van het kanaal 23 en gewoonlijk minder dan een kwart van de diepte.

Hoewel de bovenstaande beschrijving is gericht op de omtreksrib 80, die is aangebracht bij de kanaal-15wand 23a van de passage 24 wordt hetzelfde effect bereikt met de omtreksrib 80, die is aangebracht bij de kanaalwand 27a van de passage 28.

Zoals boven is vermeld, kan de kans op materiaalophoping of materiaallekkage door de speling 19 20bestaan om de gehele omtrek van de eerste en laatste ontgas-singspassage. De omtreksrib 80 kan zich dus uitstrekken om althans nagenoeg de gehele omtrek van de kanaalwanden 23a en 27a. Onder de meeste omstandigheden echter kan het afdich-tingsmiddêl 78 (fig. 1) op doelmatige wijze lekkage van ma-25teriaal om de grootste omtreksdelen van de eerste en laatste ontgassingspassage beheersen. De grootst mogelijke doelmatigheid en betrouwbaarheid van het vacuümsysteem volgens de uitvinding wordt gewoonlijk verzekerd als de rib 80 zich uitstrekt tenminste om de omtreksdelen van de eerste en laatste 30ontgassingspassage 24 en 28, die zich tenminste uitstrekken vanaf een punt aan of stroomafwaarts van de voorrand 15 in i elke passage tot een punt aan of voorbij de achterrand 15a j van de opening 17.

Fig. 8 en 8a tonen de toepassing van om-35treksribben in ontgassingspassages van het type, dat is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.329.065. Voor illustratiedoeleinden is slechts de opstelling van de omtreksrib 80 in de eerste ontgassingspassage 24 afgebeeld. Echter is de beschrijving eveneens van toepassing op de opstelling 40van de omtreksrib 80 in de laatste ontgassingspassage. In 8402844 -16- ? =· fig. 6 wordt opgemerkt, dat de drukopbouw aan de spreiders 26 materiaal kan persen in de spelingen 19, die bestaan tussen de oppervlakken 20 en 18/ die de passages 22 en 24 scheiden/ tussen de oppervlakken 20 en 18/ die de passages 5 24 en 28 scheiden en tussen de oppervlakken 20 en 18/ die de passages 28 en 30 scheiden. Echter treedt een belangrijke lekkage van materiaal/ dat wordt aangevoerd door de oppervlakken 20 alleen op tussen de passages met drukverschillen bijvoorbeeld tussen de passages 22 en 24 en tussen de pas-10 sages 28 en 30.

Het materiaal/ dat wordt aangevoerd door het oppervlak 20 tussen de passages 24 en 28 van de ontgassingstrap heeft geen belangrijk probleem van verstopping van de opening 17 of de poort 75 opgeleverd.

15 Zoals is afgebeeld in fig. 8 en 8a omvat de passage 24 een spreider 26/ die is verbonden met het stilstaande element 16 en geplaatst bij de inlaat 50b/ die is gevormd door de overbrenggroef 50. De spreider 26 strekt zich radiaal uit in de passage 24 en eindigt op korte afstand van 20 de kanaalwortel en komt in dwarsdoorsnedeafmetingen en vorm wel overeen met de dwarsdoorsnedeafmeting en vorm van het kanaal om een speling 31 te vormen tussen de zijden 26a van de spreider 26 en de kanaalwanden 23a. Het stroom-opwaartse oppervlak 29 van de spreider 26 is ontworpen om 25 de beweging van het materiaal/dat wordt toegevoerd aan de passage 24 te blokkeren en om het geblokkeerde materiaal te verspreiden op de kanaalwanden. Het materiaal, dat wordt verspreid op de kanaalwanden wordt voorwaarts gevoerd door de wanden als dunne lagen en een lege ruimte wordt ge-30 vormd aan of bij het stroomafwaartse oppervlak van de spreider 26. Een vacuümbron is aangesloten op de lege ruimte via de opening 17 op de manier, die is afgebeeld in fig. 1-3.

De omtreksrib 80 is stevig bevestigd 35 aan het stilstaande sluitoppervlak 18 en strekt zich uit over een deel van het oppervlak 20 bij de passage 24. De rib 80 strekt zich radiaal uit in het kanaal en vormt een nauwe speling 32 (fig.8a) met de wand 23a. Zoals is afgebeeld in fig. 8a is de rib 80 aangebracht in het kanaal 40 24 en strekt deze zich uit in de rotatierichting van de 8402844 • i -17- wanden van een punt aan het stroomafwaartse oppervlak van de spreider 26 tot een punt aan of voorbij de rand 15a van de opening 17. Zoals is aangegeven door de pijlen verhindert de rib 80 op doelmatige wijze dat materiaal/ dat wordt geperst 5 in de speling 19 en voorwaarts gevoerd door het oppervlak 20 dat deel van het sluitoppervlak 18 van de passage 24 bereikt, dat zich uitstrekt van het stroomafwaartse oppervlak van de spreider 26 naar de rand 15a en verhindert eveneens op doelmatige wijze, dat het materiaal de opening 17 bereikt.

10 In het bij voorkeur toegepaste vacuümsys teem volgens de uitvinding kan een verdere beheersing van de materiaalophoping aan of bij de opening 17 worden verkregen door het verschaffen van een ondersnijding 17a (fig. 2 en 3).

De ondersnijding 17a is gevormd in het oppervlak 18 en 15 strekt zich bij voorkeur uit over of valt samen met de volle breedte van de opening 17. De ondersnijding 17a verschaft een doelmatige beheersing voor elke opbouw van materiaal aan de rand 15a, die zou kunnen optreden als de rand 15a zo was uitgevoerd, dat materiaal, dat bijvoorbeeld wordt aangevoerd 20 door het oppervlak 20, dat de passages 24 en 28 van fig. 6 scheidt zou kunnen worden afgeschraapt en verzameld aan de rand 15a. In de bij voorkeur toegepaste uitvoering van de uitvinding strekken de omtreksribben zich uit tot een punt aan of voorbij de meest stroomafwaarts gelegen rand 17b van 25 de ondersnijding 17a om het materiaal, dat is verzameld in de ondersnijding 17a weer te richten in de ontgassingspas-sages.

Ontgassingspassages van sommige verwer-kingsinrichtingen volgens de uitvinding vereisen geen sprei-30 ders, zoals in de ontgassingpassages van het Amerikaanse octrooischrift 4.329.065. Zoals is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.329.065 vormen de spreiders dunne lagen van materiaal, die worden meegevoerd op de kanaalwanden door lege ruimten, die worden gevormd stroomafwaarts van 35 de spreider. Een vacuümbron is aangesloten op de lege ruimte.

In wezen betreft het massaoverdrachtmechanisme voor het bereiken van ontgassing in de passages van het Amerikaanse octrooischrift 4.329.065 diffusie van vluchtige bestanddelen uit de filmoppervlakken tijdens de blootstelling aan het va-40 cuüm. Op zijn beurt is dit mechanisme afhankelijk van en/of 8402844 \, ' -18- wordt het beïnvloed door zulke factoren als het werkzame gas-diffusie.vermogen, de filmdikte en de tijd van blootstelling aan het vacuüm.

Het mechanisme, dat optreedt bij het be-5 reiken van de ontgassing in de passages van sommige· verwer-kingsinrichtingen volgens de uitvinding verschilt belangrijk van dat wat optreedt in het Amerikaanse octrooischrift 4.329.065. In wezen omvat het mechanisme drie stappen: 1) kernvorming van bellen van vluchtig materiaal in het ver-10 werkingsmateriaal, 2) groei van de bellen en 3) barsten van de bellen. Dit mechanisme vereist geen spreiding van het materiaal op de kanaalwanden als dunne lagen, maar levert niettemin een buitengewoon doelmatige massaoverdracht van de vluchtige bestanddelen uit de verwerkingsmaterialen met inbegrip van 15 visceuze, visco-elastische materialen. In wezen wordt het mechanisme bereikt door een kenmerkende integratie van maatregelen, omvattende beheersing van het verwerkingsvolume, dat beschikbaar is in de ontgassingstrappassages en beheersing van het overbrengvolume, dat beschikbaar is in de overbreng-20 groeven, die de passages van de trap onderling verbinden.

De geïntegreerde beheersing van deze maatregelen verschaft een ontgassingstrapuitvoering, die kan worden gecoördineerd met de verwerkingssnelheid, het vacuümniveau en de kenmerken van het te verwerken materiaal. Deze coördinatie resulteert 25 in -een bijzonder doelmatige en dynamische schuimontgassings-werking, waarin het materiaal, dat aan elke ontgassingspassa-ge wordt toegevoerd, onmiddellijk een voldoende expansie in volume en opschuiming ondergaat tengevolge van de uiterst suielle bellenkernvorming en groei aan of zeer dichtbij de 30 toevoerinlaat. Sommige van deze bellen kunnen bijna onmiddellijk bij vorming barsten, waarbij de vluchtige bestanddelen uit het materiaal vrijkomen om te worden afgezogen door het vacuüm. In bedrijf wordt het materiaal door elke passage gevoerd althans nagenoeg op een prop-stroomwijze, 35 in de vorm van een althans nagenoeg continue streng of als discontinue materiaalbrokken.

Een belangrijke expansie in volume en/ of opschuiming van de streng of brokken van materiaal, die optreedt aan of bij de inlaat levert een kans op meesleuring 40 en verstopping van de opening 17 en/of de poort 75. Zoals 840 28 4 4 » * -19- is afgeheeld in fig. 1-3, zijn omtreksstromingsafbuigers 16 verbonden met: het stilstaande element en opgesteld en geplaatst tussen de inlaten 50a en 52a van de kanalen 24 en 28 en de opening 17. De stromingsafbuigers 86 strekken 5 zich radiaal omlaag uit in elk kanaal en zijn gevormd en hebben afmetingen om de stroming van het expanderende en/of opschuimende strengvormige materiaal te richten naar de wortel van het kanaal en van de opening 17 af. Gewoonlijk strekken de stromingsafbuigers 86 zich radiaal in elke 10 passage minder dan ongeveer de halve diepte van de passage uit. De stromingsafbuigers 86 verschillen belangrijk van de spreiders van de ontgassingsinrichting, die is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.329.065. De stromingsafbuigers 86 zijn niet ontworpen om het materiaal te ver-15 spreiden op de kanaalwanden als dunne films. Daarentegen zijn ze ontworpen om de stroming van het strengvormige materiaal te richten naar de wortel van de passage en om deze functie te vervullen zonder enige belangrijke druktoename te ontwikkelen in de inlaatzone, waar de stromingsafbuigers 20 86 zijn geplaatst. De stromingsafbuigers 86 verhinderen 1 ook, dat materiaal, dat zich verzamelt op het oppervlak 18 bij de inlaten van elke passage wordt gezogen in de opening 17 door de vacuümdruk.

De stromingsafbuigers 86 verschaffen 25 dus een aanvullende regeling cm te verhinderen, dat materiaal de opening 17 of de vacuümpoort 75 verstopt. De stromingsafbuigers, die zijn afgebeeld in fig. 1-3 worden alle gevormd door stromingsafbuigereenheid 85 (fig. 1). Afzonderlijke stromingsafbuigers kunnen echter desgewenst worden aange-30 bracht voor elke ontgassingspassage.

Fig. 9-15 tonen een enkele ontgassings-trap van een meertrappige roterende verwerkingsinrichting met toepassing van de vacuümmiddelen volgens de uitvinding.

Zoals schematisch is afgebeeld in fig. 10 zijn de passages 35 onderling verbonden door materiaaloverbrenggroeven (gevormd in het oppervlak 218 van het huis 216), die zo zijn opgesteld, dat het materiaal in een passage kan worden overgebracht naar een aangrenzende passage. De overbrenggroeven en de daarmee verbonden inlaten en uitlaten, alsmede de 40 blokkeeronderdelen, die hierna worden beschreven, kunnen 8402844 -20- worden aangebracht door een of meer verwijderbare overbreng-platen , die zijn verbonden met het huis 216, zoals beschreven is in het Amerikaanse octrooischrift 4.227.816.

Zoals is afgebeeld in fig. 9 staat de ontgas-5 singstrap in verbinding met een vacuümverdeelstuk 276 via een opening 217, die zich uitstrekt door een huis 216. Een opening 217 strekt zich uit over aangrenzende ontgassings-passages 224, 226 en 228. De plaatsing van het vacuümverdeelstuk 276 en de opening 217 om de omtrek van de passages is 10 het duidelijkst· afgebeeld in fig. 10 en 12-14. Het vacuümverdeelstuk .276 vormt een werkzame verbinding tussen de passages van de ontgassingstrap en een vacuümbron (niet afgebeeld) via de vacuümpoort 275 (fig. 9) voor het evacueren van de passages. De passages 224, 226 en 228 van de ontgas-15 singstrap worden dus geëvacueerd via de opening 217 en het vacuümverdeelstuk 276. Zoals is afgebeeld in fig. 9 kan het vacuümverdeelstuk 276 zijn aangesloten op een vacuümmeet-middel (niet afgebeeld) via een vacuümmeetopening 277 in het verdeelstuk. In het bij. voorkeur toegepaste roterende ver-20 werkingsorgaan, dat is afgebeeld in fig. 9 is een kijkpoort, zoals een kijkglas 276b gemonteerd op het verdeelstuk 276 en geplaatst in een vlak althans nagenoeg loodrecht op de straal van de passages. Het kijkglas 276b maakt het bekijken van de ontgassingstrap tijdens de werking mogelijk. Bij 25 voorkeur wordt het verdeelstuk 276 verhit door een verhit-tingsmiddel H(fig. 12-14) op een soortgelijke wijze als die welke is afgebeeld in fig. 1 en 2 om de condensatie van de dampen in het verdeelstuk te verminderen.

Zoals is afgebeeld in fig. 9 ligt het opper-30 vlak 220 van de rotor 212 met een nauwe speling 219 op afstand van het oppervlak 218 van het huis 216. Om de vacuüm-lekkage in de ontgassingstrappen te beheersen zijn de rotor-oppervlakken 220 tussen de passages van verschillende druk-niveaus voorzien van afdichtingsmiddelen, zoals de afdich-35 tingen 278, die zijn afgebeeld in fig. 9 tussen de passages 222 en 224 en 228 en 230. Afdichtingen zijn niet afgebeeld tussen kanalen met hetzelfde drukniveau, maar zouden desgewenst kunnen worden aangebracht.

De verdamping van de vluchtige bestanddelen 40 in het materiaal heeft de neiging om de temperatuur van het 84 0 28 4 4 1· * -21- mat eri aal te verlagen. De ontgassingsdoelmatigheid van de verwerkingsinrichting kan dus worden verhoogd door het verschaffen van verhittingsmiddelen om tenminste de zijwanden van de ontgassingskanalen te verhitten en bij voorkeur alle 5 kanalen/ alsmede het huis van de verwerkingsinrichting.

De verhittingsmiddelen 282/ die zijn afgeheeld in fig. 9 bestaan uit een rij kamers, waardoorheen een warmteoverdrachtfluïdum kan worden gecirculeerd op den bekende wijze, maar elk geschikt middel om de temperatuur van 10 het materiaal te handhaven tijdens de verwerking kan worden toegepast-

Fig. 11 toont de passage 222 van de voedings-trap. In bedrijf wordt vloeibaar materiaal onder invloed van de zwaartekracht of door een gedwongen toevoer toege-15 voerd aan de verwerkingsinrichting door de inlaat 248 (fig.

10-11) en opgenomen in het kanaal 221 en voorwaarts gesleept door de roterende wanden 221a (fig. 9). Aan het eindwand-oppervlak 242 wordt het materiaal verzameld voor afvoer door de uitlaat 250a en overgebracht naar de ontgassingstrap via 20 een overbrenggroef 250, die de uitlaat 250a voor de passage 222 en de inlaat 250b voor de passage 224 vormt, de eerste passage van de ontgassingstrap, zoals is afgeheeld in fig.

10 en 12.

Fig. 9, 10 en 12-14 tonen respectievelijk de 25 eerste, tussenliggende en laatste ontgassingspassage van de ontgassingstrap, die elk in verbinding staan met het vacuüm-verdeelstuk 276. De eerste ontgassingspassage 224 (fig. 12) omvat een inlaat 250b en een uitlaat 252a, die beide zijn gevormd in het huis 216. De tussenliggende ontgassingspassage 30 226 (fig. 13) omvat een inlaat 252b en een uitlaat 254a, die beide zijn gevormd in het huis 216. De laatste ontgassingspassage 228 (fig. 14) omvat een inlaat 254b en een uitlaat 256a, die ook zijn gevormd in het huis 216. De uitlaten 252a, 254a en 256a zijn bij voorkeur een groot deel van de omtreks-35 afstand om de ontgassingspassage vanaf de inlaten geplaatst.

Elke ontgassingspassage (fig. 12-14) omvat een eindwandopper-vlak 244, dat is gevormd door een blokkeeronderdeel 243 (dat is verbonden met het huis 216) en is aangebracht bij de pas-sageuitlaat om in de passage verwerkt materiaal te verzamelen 40 voor afvoer uit de passage. De inlaat 250b van de eerste ont- 8402844 -22- gas singspas sage 224 en de uitlaat 256a van de laatste ontgas-singspassage 228 vormen de inlaat respectievelijk de uitlaat van de ontgassingstrap.

Zoals schematisch is afgeheeld in fig. 10 vor-5 men de passage 224, 226 en 228 een complete ontgassingstrap en zijn ze onderling verbonden door overbrenggroeven 252 en 254 (gevormd in het oppervlak 218 van het huis 216) en zo aangebracht, dat. het in de passage 224 verwerkt materiaal kan worden overgebracht naar de passage 226 en vervolgens naar 10 de passage 228 voor verdere ontgassing. De overbrenggroef 252 vormt een uitlaat 252a voor de passage 224 en een inlaat 252b voor de passage 226; de overbrenggroef 254 vormt een uitlaat 254a voor de passage 226 en een inlaat 254b voor de passage 228, zoals het best is afgebeeld in fig. 10. In de 15 bij voorkeur toegepaste uitvoering, die is afgebeeld in . fig» 10 verbindt de overbrenggroef 256 de passage 228 en de passage 230 van een mengtrap en vormt een uitlaat 256a voor het afvoeren van materiaal uit de ontgassingstrap. De overbrenggroeven 250 en 256 voor het toevoeren en afvoeren 20 van materiaal aan en uit de ontgassingstrap zijn ook gevormd in het oppervlak 218 van het huis 216.

De ontgassingstrap is gekenmerkt door ontwerpmaatregelen, die een doelmatige ontgassing van visceuze - met inbegrip van viscoelastische - materialen toelaat.

25 Deze maatregelen verschaffen een doelmatige verwijdering van vluchtige bestanddelen uit in de ontgassingstrap verwerkt materiaal volgens een schuin^ontgassingsmechanisme, dat drie stappen omvat: kernvorming van bellen, die de vluchtige bestanddelen bevatten, groei van de bellen en barsten van de 30 bellen in afschuifzones zonder drukvorming. De vluchtige materialen, die vrijkomen door het barsten van bellen worden continu verwijderd uit de passage via de grote vacuumopening 217 en het vacuümverdeelstuk 276, zodat een laag drukniveau wordt gehandhaafd om een voortgezette groei van de bellen 35 te bevorderen en het weer oplossen van de vluchtige bestanddelen in het materiaal te verhinderen.

De inlaat 250b, die is afgebeeld in fig. 10 en 12 is betrekkelijk smal in dwarsdoorsnede en ontworpen om een regeling te verschaffen van de inlaatdruk en vacuüm-40 afdichting van de ontgassingstrap. Een verdere nauwkeurige 8402844 -23- ' regeling van de inlaatdruk en vacuümafdichting kan worden bereikt door het aanbrengen van een regelklep 284 aan de inlaat 250b van de eerste ontgassingstrap (fig. 12). De regelklep 284 kan zijn uitgevoerd om van buiten de ver-5 werkingsinrichting te kunnen worden ingesteld en vernauwt de inlaatopening 250b in een voorafgekozen mate*

Zoals het best is afgeheeld in fig. 10, is een rib 280 aangebracht en geplaatst in de passage 224 bij de wand 223a met speling 231 (fig. 9) en strekt deze 10 zich uit van een punt aan de inlaat 250b tot een punt voorbij de rand 217b (fig. 12) van de opening 217. Een andere rib 280 is aangebracht en geplaatst in de passage 228 bij de wand 227a met speling 231 (fig. 9} en strekt zich uit van een punt bij de inlaat 254b stroomopwaarts van de 15 rand 215 van de opening 217 naar een punt voorbij de rand 217b van de opening 217. Op deze manier wordt lekkage van materiaal in de speling 219, dat voorwaarts is aangevoerd door het roterende oppervlak 220 tussen de passages 222 en 224 en tussen de passages 228 en 230 op doelmatige wijze 20 verhindert binnen te treden in de opening 217, waardoor in wezen het verstoppen van de opening 217 of de poort 275 wordt vermeden. Ook zijn stromingsafbuigers 286 (fig. 9, 10 en 12-14) aangebracht in elke ontgassingspassage om materiaal, dat in de passage binnentreedt te richten naar 25 de wortel van de passage om een aanvullende bescherming te verkrijgen, die verhindert, dat materiaal binnentreedt in of zich ophoudt aan de opening 217. Een ondersnijding 217a (fig. 12, 13 en 14) in het sluitoppervlak 218 verschaft een beheersing van de materiaalophoping aan de 30 rand 215a van de opening 217. De afgebeelde stromingsafbuigers 286 vormen een deel van een stromingsafbuigereenheid 285 (fig. 9), maar afzonderlijke stromingsafbuigers kunnen worden toegepast voor elke ontgassingspassage.

De overbrenggroef 256 (fig. 1.0) is betrek-35 kelijk smal in dwarsdoorsnede en is ontworpen om een rege- j ling te verschaffen om de uitlaatdruk en vacuumafdichting van de eerste ontgassingstrap. Een verdere nauwkeurige regeling van de uitlaatdruk en vacuümafdichting kan worden bereikt door het verschaffen van een regelklep 288 (fig.

40 15) aan de inlaat 256b van de mengpassage 230, die gelijk 8402844 < ** -24- is aan de bovenbeschreven regelklep 284.

In bedrijf treedt vloeibaar materiaal in de ontgassingspassage 224 van de ontgassingstrap aan de inlaat 250b bij een druk, die wordt geregeld door de geometrie 5 van de inlaat 250b en door de inlaatregelklep 284 (fig. 10 en 12), en dit wordt gericht naar de wortel van het kanaal 223 door de stromingsafbuiger 286. Het materiaal wordt blootgesteld aan een door het vacuümverdeelstuk 276 aangezogen vacuüm, dat flash-opschuiming in de eerste ontgassingspassage 10 veroorzaakt, waarbij bellen van vluchtige bestanddelen zich vormen en in afmeting groeien. Aan de eindwand 244 wordt af-schuiving zonder drukvorming veroorzaakt in het verzamelde materiaal, waarbij de bellen barsten. Het materiaal wordt afgevoerd door de uitlaat 252a voor overbrenging door de 15 overbrenggroef 252 naar de tussenliggende ontgassingspassage 226 (fig. 10 en 13).

Uit de overbrenggroef 252 treedt het materiaal binnen in de tussenliggende ontgassingspassage'226 via de inlaat 252b (fig. 10 en 13) en wordt het gericht naar de 20 wortel van het kanaal door de stromingsafbuiger 286 en wordt het blootgesteld aan vacuüm en voorwaarts aangevoerd naar de eindwand 244 voor afschuiving zonder drukvorming en afvoer door de uitlaat 254a . Het materiaal passeert door de overbrenggroef 254 (fig. 10) en treedt binnen in de laatste ont-25 gassingspassage 228 door de inlaat 254b en wordt gericht naar de kanaalwortel door de stromingsafbuiger 286 (fig. 14). Het opgeschuimde materiaal wordt door de passage 228 naar de eindwand 244 gevoerd.

Als het materiaal wordt gevoerd en overge-30 bracht tussen de ontgassingspassages, wordt het continu blootgesteld aan het vacuüm en ondergaat het geen belangrijke druktoename. Er blijven zich dus bellen van vluchtige bestanddelen. vormen in het materiaal, groeien en barsten, totdat het materiaal de eindwand 244 van de laatste ontgassingspassage 35 228 bereikt. De door het barsten van de bellen vrijgekomen vluchtige bestanddelen worden afgevoerd door de opening 217, die in verbinding staat met alle passages van de ontgassings-trap. Zoals is afgeheeld in fig. 10, 12 en 14 verhinderen de in de passages 224 en 228 aangebrachte omtreksribben 280 op 40 de beschreven wijze, dat het door het rotoroppervlak 220 voor- 840 284 4 -25- waarts aangevoerde lekmateriaal tussen de passages 222 en 224 en tussen de passages 228 en 230 binnentreedt in de opening 217. De stromingsafbuigers 286 en de ondersnijding 217a werken samen om op doelmatige wijze te verhinderen/ dat het 5 materiaal binnentreedt in de opening 217 en/of de poort 275. Een voldoende druk wordt opgewekt in het materiaal/ dat zich verzamelt aan de eindwand 244 van de laatste ontgas-singspassage 228 om het materiaal af te voeren door de betrekkelijk smalle uitlaat 256a voor overbrenging door de 10 overbrengingsgroef 256 (fig. 10) naar de passage 230 van de mengtrap (fig. 15). De bovenbeschreven ontgassingstrap heeft drie ontgassingspassages, die met elkaar zijn verbonden door overbrenggroeven, maar meer of minder passages kunnen zijn aangebracht afhankelijk van de verwerkingsom-15 shandigheden en het te verwerken materiaal.

Voorbeeld.

Een werkzame roterende verwerkingsinrichting van het bovenbeschreven type werd toegepast voor het ontgassen van verschillende polymere materialen, die vluchtige mate-20 rialen bevatten met aanvankelijke vluchtige .concentraties tussen ongeveer 550 ppm tot ongeveer 1,4%. De verwerkingsin-richting omvatte een rotor met een straal Rj (zoals in fig. 2) van 3,75 inch (9,5 cm) en droeg een enkele ontgassingstrap met vijf ontgassingskanalen, elk met een breedte 25 W (zoals in fig. 1) van 0,6875 inch (17,46 mm) en een pomp-trap. De kanaalwortelstraal Rg (zoals in fig. 2) van de ontgassingskanalen was 2,125 inch (54 mm), die van het pompka-naal 2,625 inch (66,7 mm) . De toevoersnelheid werd geregeld door een extruder, die gedwongen het materiaal toevoerde 30 aan de inlaat van de ontgassingstrap met 100 Ib/hr (45,4 kg/ h). De temperatuur van de materialen werd gehouden op 350°P tot 550°F (176,7°C - 288°C).

Het vacuümsysteem, dat was uitgevoerd met de ontgassingstrap omvatte een verdeelstuk met een breedte (L , 35 fig. 1) van 6,5 inch (165 mm) en met een 10% ondersnijding als bovenbeschreven, zich uitstrekkend over 30° van de omtrek van alle ontgassingspassages om de rechthoekige opening door het stilstaande element geheel in te sluiten. De diameter van de vacuümpoort was 1,5 inch (38 mm) NPT en de poort was ver- 8402844 -•26' bonden met een 100 cfm Stokes (Pennwalt) vacuümpomp, model no. 149HS. Een stromingsafbuiger was aangebracht in de in-laatzone van elke ontgassingspassage van de trap. Elke stromingsafbuiger had een omtrekslengte van ongeveer 1,5 inch 5 (38 nraij en stak ongeveer 1 inch (25,4 mm) radiaal in het passagekanaal. Omtreksribben waren aangebracht in de eerste en laatste ontgassingspassage. Elke rib vormde een speling van 0,010 - 0,25 inch (0,254 mm - 6,35 mm) met de aangrenzende· kanaalwand en stak ongeveer 0,5 inch (12,7 mm) radiaal in de 10 passagekanalen. Elke ring strekt zich tenminste 43° uit om de omtrek van de passages in de rotatierichting vanaf een punt aan het meest stroomopwaartse oppervlak van de stromingsafbuiger tot een punt voorbij de meest stroomafwaartse rand van de onder snij ding..

15 Polymere materialen met vluchtige bestanddelen, die werden verwerkt in de roterende verwerkingsinrichj^____ ting omvatten polystyreen, styreencopolymeren, polyofinen en lage dichtheid polyethyleencopolymeren. Tijdens de Werking was het vacuümsysteem volgens de uitvinding in staat continu 20 een vacuümniveau tussen ongeveer 5 - 12 mm Hgte handhaven in de ontgassingstrap. Dit vacuümniveau zorgde voor het verwijderen van tot op 99% van de aanvankelijke vluchtige bestanddelen in sommige van de verwerkte materialen. Geen verstopping van de vacuümpoort of de opening trad op tijdens de werking 25 van de verwerkingsinrichting en cilinderaanhangsels werden . niet waargenomen in de ontgassingspassages tijdens de werking van de verwerkingsinrichting.

840 28 4 4 _ ______^

Claims

1. Roterende verwerkingsinrichting voor het verwerken van vloeibare materialen/ die vluchtige bestanddelen bevatten/ voorzien van meerdere verwerkingspas-sages/ die zijn gevormd door een roteerbaar element/ dat 5 een rotor omvat/ die meerdere ringvormige verwerkingskanalen draagt/ waarbij elk kanaal tegenovergestelde zijwanden heeft/ die zich radiaal binnenwaarts vanaf''het rotoroppervlak uitstrekken en een ringvormig worteloppervlak, dat de zijwanden aan hun radiaal binnenste delen verbindt/ alsmede een stil-10 staand element met een coaxiaal sluitoppervlak, dat op een afstand van het rotoroppervlak ligt om een speling te vormen tussen het rotoroppervlak en het sluitoppervlak en samenwerkend is aangebracht met de kanalen om de meerdere verwer-kingspassages te vormen, waarbij elke verwerkingspassage een 15 inlaat heeft, een uitlaat en een kanaalblokkeeronderdeel, die zijn verbonden met het stilstaande element en zo zijn aangebracht/ dat het aan de inlaat toegevoerde materiaal voorwaarts kan worden aangevoerd door de roterende kanaal-wanden naar het blokkeeronderdeel voor afvoer door de uit-20 laat, waarbij een overbrengmiddel is gevormd in het sluitoppervlak en is uitgevoerd en aangebracht om aangrenzende passages onderling te verbinden, zodat het in een passage verwerkte materiaal kan worden overgebracht naar de aangrenzende volgende passage, waarbij de verwerkingspassages een 25 ontgassingstrap omvatten met tenminste een eerste en laatste ontgassingspassage, met het kenmerk, dat een vacuümsysteem is aangebracht voor het evacueren van de passages (24, 28; 224, 226, 228) van de ontgassingstrap en dat is voorzien van een verdeelstuk (76; 276) dat is bevestigd 30 aan en zich buitenwaarts uitstrekt van het stilstaande element (16; 216) en een opening (17; 217) door het stilstaande element (16; 216) volledig insluit en dat zich uitstrekt in de rotatierichting van de rotor (12? 212) om een deel van de omtrek van het stilstaande element (16; 216) van de 35 stroomopwaartse voorrand (15? 215) van de opening (17? 217) naar de achterrand (15a? 215a) van de opening (17; 217) en dat zich axiaal uitstrekt over tenminste de eerste (24; 224) 8402844 -28- en laatste (28; 228) ontgassingspassage om daardoor een werkzame verbinding te verschaffen voor het overbrengen van verdampte vluchtige bestanddelen tussen de ontgassingspassages (24, 28; 224, 226, 228) van de trap -en een vacuümbron via een 5 betrekkelijk grote vacuümpoort (75; 275) die wordt gevormd door het verdeelstuk (76; 276) en op een afstand ligt van de opening (17; 217), waarbij omtreksribben (80; 280) zijn aangebracht bij de kanaalwand (23a; 223a) van de eerste ontgassingspassage (24; 224), die zich binnenwaarts uitstrekt vanaf 10 het rotoroppervlak, en bij de kanaalwand (27a; 227a) van de laatste ontgassingspassage (28; 228), die zich binnenwaarts uitstrekt vanaf het rotoroppervlak, waarbij elke omtreks-rib(8:0; 280) radiaal uitsteekt in de passage (24; 224; 28; 228) en een nauwe speling (32) vormt tussen elke rib (80; 15 280) en de aangrenzende wand (23a; 223a; 27a; 227a) waarbij elke omtreksrib (80; 280) zich uitstrekt in de rotatierich-ting vanaf een punt in de passage (24,- 28; 224, 226, 228) aan of stroomopwaarts van de voorrand (15; 215) van de opening (17; 217) tot een punt aan of voorbij de achterrand 20 (15a; 215a) van de opening (17; 217).

2. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de ontgassingstrap tenminste één ontgassingspassage omvat, die is voorzien van een spreider (26), die is geplaatst bij 25 de inlaat (50b, 52b; 250b, 252b, 254b) en zich radiaal uitstrekt in het kanaal van de passage en is uitgevoerd om. de beweging van het materiaal in de passage te blokkeren en het materiaal te verspreiden als dunne lagen op de kanaal-wanden (23a, 27a; 223a, 227a) zodat het materiaal wordt ge-30 voerd langs de spreider ( 26) als dunne lagen om een lege ruimte stroomafwaarts van de spreider (26) te vormen, waarbij de opening (17; 217) in verbinding staat met de lege ruimte.

3. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat 35 de ontgassingstrap is voorzien van tenminste één ontgassingspassage met een stromingsafbuiger (86; 286), die is geplaatst bij de inlaat(50b;52Bj250b,252b,254b) en tussen de inlaat en de opening (17; 217), waarbij de stromingsafbuiger (86; 286) radiaal uitsteekt in het kanaal van de passage en is uitgevoerd 40 om de beweging van het aan de passage toegevoerde materiaal af 8402844 -29- te buigen naar de wortel van het kanaal»

4. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het sluit-oppervlak (18? 218) een ondersnijding (17a? 217a) vormt aan 5 de achterrand (15a? 215a) van de opening (17; 217).

5. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de om-treksribben (80? 280) zich uitstrekken tot een punt voorbij de achterrand (15a? 215aj van de opening (17? 217).

6. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 4,met het kenmerk, dat de omtreks-ribben (80? 280) zich uitstrekken tot een punt aan of bij de meest stroomafwaartse rand (17b? 217b) van de ondersnijding (17a? 217a).

7. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het - kenmerk, dat de om-treksribben (80? 280) niet meer dan ongeveer de helft van de kanaaldiepte radiaal uitsteken in het kanaal van de passage (24, 28? 224, 228).

8. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de om-treksribben (80? 280) niet meer dan ongeveer een kwart van de kanaaldiepte radiaal uitsteken in het kanaal van dé passage (24, 28? 224, 228).

9. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de speling (32), die is gevormd tussen de ribben (80? 280) en de aangrenzende wanden (23a, 27a; 223a, 227a) ligt tussen ongeveer 0,01 inch en ongeveer 0,25 inch (0,254 mm en ongeveer 30 6,35 mm).

10. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 3,met het kenmerk, dat de stromings-afbuigers (86? 286) niet meer dan ongeveer de helft van de kanaaldiepte radiaal in het kanaal van de passage (24, 28? 35 224, 226, 228) steken.

11. Roterende verwerkingsinrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de opening (17? 217) zich uitstrekt over tenminste 10° van de omtrek van de rotor (12? 212).

12. Roterende verwerkingsinrichting volgens 8402844 «Γ -30- <r conclusie l,met het kenmerk, dat het vacuümsysteem (17; 217; 76; 276; 75; 275) een voor het overbrengen van verdampte vluchtige bestanddelen beschikbaar dwars-doorsnedeoppervlak vormt, dat voldoende groot is om damp-5 snelheden bij of beneden 0,2 mach te verkrijgen. 8402844