TWI423869B - 用於由塑膠材料製造丸粒之連續鑄造裝置及其操作方法 - Google Patents

Description

用於由塑膠材料製造丸粒之連續鑄造裝置及其操作方法

本發明有關一用於由塑膠材料或由任何待粒化材料製造丸粒之裝置，該裝置包括一連續鑄造裝置，至少一料條的塑膠材料自其離開，及一皮帶傳送器裝置，其具有至少一傳送器皮帶，料條可在其上被進給至一將料條分成丸粒之粒化裝置，根據申請專利範圍第1項之定義。本發明亦有關一用於操作此型裝置之方法。

在利用一連續鑄造裝置由塑膠材料或由任何待粒化材料製造丸粒之裝置中，料條會在操作期間、特別是起動期間破裂的事實一般係為一項問題。因此，根據先前技藝傳統上需要在控制上極為複雜且受到複雜監測之裝置及方法，藉以避免料條破裂或早期偵測此破裂並依需要停止對應的裝置。起動期間，特定言之，產生一額外問題在於料條的前端並未皆均勻地離開一連續鑄造裝置。這是部份由於仍存在於料條材料中之不均質性所致，且亦由於尚未能產生一均衡溫度輪廓、且在料條離開連續鑄造裝置的速度與料條抽離連續鑄造裝置的速度之間無法從一開始即產生均衡之事實所致。在起動期間，特定言之，特別容易發生料條破裂、料條中的不良不均質性、料條的不良鋪置及類似現象。

特定言之，由於上述問題，根據先前技藝的這些裝置迄今難以自動操作、特別是自動起動，且根據先前技藝的 這些裝置不可能自動操作、特別是在起動期間。

德國新型專利案DE 8618393.1描述一用於冷卻及運送熱塑性塑膠料條之裝置，料條可融化於一擠製機或類似物中並在以融化形式離開一連接至擠製機之噴嘴頭的噴嘴之後被放置於一傳送器皮帶上，料條自此傳送器皮帶被進給至一粒化裝置且沿著運動路徑被噴灑冷卻劑。所描述的裝置譬如預定在傳送至粒化裝置的方向中改變位於裝置中之傳送器皮帶的速度且因此提供一可確保高度可靠之料條自噴嘴頭排放及料條進給至擠製部件而譬如不被彼此交會的料條所影響之手段。然而，並未從此新型專利案得知可進一步譬如改良起動製程之特殊設計及製程工程化特徵結構。

德國未審查專利申請案DE 10139324 A1描述一使用於一塑膠粒化系統中之裝置，該裝置包括一運送部件，其被噴灑冷卻流體以供冷卻並運送將被進給至一下游粒化器之經融化的塑膠料條，及一引導裝置，其可以使其在兩位置的一者中收集塑膠料條且在一所想要方向中予以引導之方式被安裝在一操作位置與一起動位置之間，其中因此除了被噴灑冷卻流體且屬於粒化器(所謂“製造粒化器”)之裝置外，在其中所設置的塑膠料條粒化廠之啟動階段期間，另一運送部件被噴灑冷卻流體且將塑膠料條運送至一第二粒化器(所謂“廢料粒化器”)。先前技藝系統因此需要很難以控制且時常倍增之運送、傳送器及引導裝置以供塑膠料條的對應進給。

本發明之目的因此係提供一利用一連續鑄造裝置由塑膠材料或由待粒化材料製造丸粒之部件及方法，該部件及方法克服了先前技藝的缺點且可能特別在操作期間且尤其在起動期間容易地且因此合乎成本效益地提供可靠的操作，特別是起動期間，亦可能具有廣泛的自動化。

根據本發明藉由一具有如申請專利範圍第1項的特徵結構之裝置且亦藉由一具有如申請專利範圍第10項的特徵結構之方法來達成該目的。

較佳的特定實施例係界定於各別的隸屬申請專利範圍中。

根據本發明的裝置係用來由塑膠材料或由待粒化材料製造丸粒，該裝置包括一連續鑄造裝置，至少一料條的待粒化塑膠材料自其離開，及一皮帶傳送器裝置，其具有至少一傳送器皮帶，料條在其上進給至一將料條切割成丸粒之粒化裝置。根據本發明，皮帶傳送器裝置具有傳送器皮帶的一可逆傳送方向，包括一朝向粒化裝置的進給傳送方向及一遠離粒化裝置的排放傳送方向。

由於根據本發明的設計，包括一具有一可逆操作方向之皮帶傳送器裝置，根據本發明的製造丸粒之裝置可能能夠經由相對較簡單且合乎成本效益的手段可靠地操作，特別是當起動該裝置時尤然。根據本發明，因此亦可能大幅地使操作自動化，特別是亦當起動該裝置時尤然。可大幅地避免根據先前技藝之複雜的裝置、控制器及監測系統。

本發明因此可能能夠自動且可靠地粒化一寬廣範圍的材料，特別是塑膠。因此一項重大優點在於裝置之簡單而自動的操作模式。根據本發明的裝置可譬如使用於高填料含量塑膠化合物及對於拉應力敏感之塑膠以及當使用習知粒化方法時導致料條頻繁破裂之回收製程。

根據本發明，請瞭解塑膠材料用語係指譬如較佳為任何待粒化材料。待粒化材料或應用領域可能為：熱塑料，脲醛，彈性體，生物聚合物(可生物分解性塑料)，抗氧化物，油脂化學物，譬如脂肪酸及甘油，醇及金屬性皂，介面活性劑及潤滑劑，譬如PE及PP蠟，熱融黏劑及樹脂(譬如，以PP及SAN為基礎)，融狀聚合物，寡聚物，低分子聚合物，以塑膠材料為基礎的冷卻劑，化學物，藥劑產物，陶瓷片條，以多醣為基礎的化合物(褐藻膠，瓊脂，角叉菜，澱粉)及適合料條粒化的其他材料。

根據本發明，皮帶傳送器裝置可切換於製造方向往前亦即朝向粒化裝置的進給傳送方向以及往後亦即製造方向反向(一廢料位置的方向中遠離粒化裝置的排放傳送方向中)之間。若不需要製造操作則可使用反向操作將材料運送至一廢料位置，且在切換至對於粒化器的往前操作之後運送材料以供粒化製造，該裝置因此根據本發明可自動地操作。

根據本發明，特別是起動期間，可較佳藉由經由至少一料條排放開口將連續鑄造裝置垂直地或大幅垂直地座落於傳送器裝置的一第一傳送器圓筒上方，或從排放傳送方 向來看使其以一略微偏移方式座落於第一傳送器圓筒後方，藉以容易地確保一可靠的操作。對應的可調整性係可確保：可在兩傳送方向的各者中特別可靠地確保至少一料條之最適傳送。

為了確保最適冷卻效應、及因此特別可靠且均勻之料條引導，依據料條材料而定，譬如藉由設定一特定料條溫度、特別是料條表面上的一料條溫度，此料條引導可以阻止料條破裂，用於一冷卻流體之噴灑噴嘴係設置於傳送器皮帶的頂部及/或底部上。特定言之，傳送器皮帶可由一適當材料的一互織結構構成，故冷卻流體與至少一料條具有最適接觸。

為了容易且合乎成本效益地進一步穩定化料條放置在根據本發明的皮帶傳送器裝置上之作用，特別是經由機械手段，且因此特別可靠地防止料條被卡住或破裂，一金屬槽至少係在使離開連續鑄造裝置的料條置於傳送器皮帶上之皮帶傳送器裝置的一放置區中被設置於傳送器皮帶下方，可能使噴灑噴嘴較佳座落於放置區中或被導引至放置區上。這較佳提供料條或至少一料條之特別好的冷卻能力及/或機械引導，特別是在使料條放置於根據本發明的皮帶傳送器裝置上之臨界區中尤然。

依據使用材料而定，可能特別有利地提供一抽除及/或吹除裝置以自料條抽除及/或吹除冷卻流體，可能將這些裝置在粒化裝置上游之一短距離處設置於該區中。

為了容易地防止過多的融化材料在起動期間離開料條 裝置，可提供一分離裝置以在料條排放開口的區中截斷至少一料條。

為了防止料條在遠離粒化裝置的反向傳送方向中、亦即廢料方向中之操作期間黏附在一起，可提供一用於至少一料條之揚升裝置，其可對抗皮帶傳送器裝置的傳送器皮帶而移動之方式係使得料條在排放傳送方向中的傳送器皮帶操作期間自傳送器皮帶被揚升。

在此例中，即使當傳送器皮帶在排放傳送方向中操作時，料條可被一料條收集容器所收集。

為了確保對於不同待粒化材料料條之最大可能的適應性，皮帶傳送器裝置的高度及/或傾斜角為可調整式。

根據本發明之用於操作一由塑膠材料或待粒化材料製造丸粒之裝置的方法係具有下列步驟：藉由連續鑄造來製造至少一料條的塑膠材料或待粒化材料；藉由一具有至少一傳送器皮帶的皮帶傳送器裝置將料條進給至一粒化裝置；藉由粒化裝置將料條切割成丸粒，皮帶傳送器裝置之傳送器皮帶的傳送方向係在一起動階段期間或至少在一起動階段期間自朝向粒化裝置的一進給傳送方向反轉至遠離粒化裝置的一排放傳送方向。靜態傳送操作之案例中，傳送方向隨後係被(重新)設定至朝向粒化裝置之進給傳送方向。

為了確保使用根據本發明的方法對於操作一裝置之特別容易、合乎成本效益且可靠的可適應性(adaptability)，特別是為了避免料條破裂之對於不同材料的適應作用，傳送 器皮帶的傳送速度、至少一料條的擠製速度及粒化裝置的進給速率可被個別或共同地設定之方式係使得塑膠材料或待粒化的料條材料發生一可選擇性設定的拉伸或壓縮。

根據本發明，傳送器皮帶的傳送速度、料條的擠製速度及粒化裝置的進給速率可較佳被個別或共同地設定之方式係令該方法開始或停止而不會由於塑膠材料或待粒化材料累積於皮帶傳送器裝置及粒化裝置的區中使得團塊形成。經由根據本發明的方法之適當及較佳的控制，較佳可根據本發明的方法在根據本發明的裝置之所有區中設定材料的往前及往後流動。

請注意一般來說，有關根據本發明的裝置之上述發明的所有特徵結構係類似地適用於有關根據本發明的方法，且反之亦然。

下文譬如將為本發明的一典型應用。譬如由塑膠材料構成的多重料條係平行地且分開一經界定距離自連續鑄造裝置被擠製至傳送器皮帶上。此操作中，皮帶傳送的方向係被設定為遠離粒化裝置的排放傳送方向，亦即往後且與製造方向相反，經擠製料條在連續鑄造裝置的噴灑頭下方之廢料位置方向中被運送。提供施加一冷卻流體、較佳譬如為水或一氣態冷卻流體之方式係使得料條一旦碰到傳送器皮帶即被冷卻且因此可避免料條可能黏附至傳送器皮帶。若根據本發明的裝置變更至製造操作，亦即往前方向的運動，亦即朝向粒化裝置的進給傳送方向，較佳可被自動地控制之分離裝置係在料條排放開口的區中截斷料條， 且傳送器皮帶將其傳送方向切換至往前操作。料條此時在傳送器皮帶的攜載運行上被引導且對其施加一冷卻流體。皮帶長度及冷卻流體溫度係依據所需要的冷卻性質而定。待粒化材料較佳應在粒化期間為穩固且不再傾向於黏著在一起。較佳在最後的皮帶分段中、或粒化裝置上游之區中，黏附至料條且位於傳送器皮帶上之冷卻流體係利用一抽除及/或吹除裝置被抽除及/或吹除。料條隨後離開皮帶且進入一下游轉移斜槽，其中料條被運送及抽入一粒化裝置的一抽入單元中。

若發生一製程故障，可使用諸如光障壁等額外偵測部件來偵測故障，譬如料條的破裂，且可啟動一自動廢棄裝置，傳送器皮帶自動地切換至反向模式以將料條材料移至廢料位置。故障被矯正之後，裝置可被切換回到位置操作狀態。

圖式簡單說明

下文以單一的第1圖為基礎藉由範例來描述本發明。

第1圖根據本發明的一較佳特定實施例以範例顯示一由待粒化材料製造丸粒之裝置的側視圖，其包括一連續鑄造裝置。

至少一料條2的塑膠材料離開連續鑄造裝置1。料條2可經由一具有至少一傳送器皮帶4之皮帶傳送器裝置3被進給至一將料條2切割成丸粒6之粒化裝置5。如第1圖的對應箭頭所顯示，皮帶傳送器裝置3根據本發明具有傳送器皮帶 4之一可逆傳送方向，包括一朝向粒化裝置5的進給傳送方向及一遠離粒化裝置5的排放傳送方向。連續鑄造裝置1垂直或大幅垂直地經由至少一料條排放開口7座落於皮帶傳送器裝置3的一第一傳送器圓筒8上方，或者其在排放傳送方向觀看時以略微偏移方式座落於第一傳送器圓筒8後方。藉由第1圖左及右方之垂直箭頭顯示對應的可調整性。

用於一冷卻流體之噴灑噴嘴16、17係設置於傳送器皮帶4的頂部及底部4上。一金屬槽9至少係在使離開連續鑄造裝置1的料條2置於傳送器皮帶4上之皮帶傳送器裝置3的一放置區中被設置於傳送器皮帶4下方。噴灑噴嘴16至少部份地座落於放置區中。提供一抽除及吹除裝置18以自料條2抽除及吹除冷卻流體，利用一分離裝置13以在料條排放開口7的區中截斷料條2。

提供一用於料條2a之揚升裝置14，其對抗傳送器皮帶4移動的方式係可使得當傳送器皮帶4在排放傳送方向中被操作時令料條2a自傳送器皮帶被揚升。

一般可能調整至少皮帶傳送器裝置3的高度及/或傾斜角。連續鑄造裝置1亦可類似地調整高度，即便粒化裝置5亦可類似地調整高度。利用一大體已知之切割裝置13，料條2經由進給滾子10、11在粒化裝置5的區中被粒化成丸粒6。

如第1圖所示的特定實施例所顯示，整體系統大幅被密封不受環境影響。該裝置大部份藉由一密封殼體或藉由可能接合在一起的密封殼體部份被完全地封閉，特別是以氣 密方式被封閉。這確保一大幅地排除環境影響之特別可靠的操作。

根據本發明的裝置或根據本發明的方法係能夠具有一容易、合乎成本效益且可靠的操作，特別是在起動期間，根據本發明可能具有廣泛的自動化或甚至完全自動化。

1‧‧‧連續鑄造裝置

2,2a‧‧‧料條

3‧‧‧皮帶傳送器裝置

4‧‧‧傳送器皮帶

5‧‧‧粒化裝置

6‧‧‧丸粒

7‧‧‧料條排放開口

8‧‧‧第一傳送器圓筒

9‧‧‧金屬槽

10,11‧‧‧進給滾子

13‧‧‧分離裝置,切割裝置

14‧‧‧揚升裝置

16,17‧‧‧噴灑噴嘴

18‧‧‧抽除及吹除裝置

第1圖為基礎藉由範例來描述本發明。

1‧‧‧連續鑄造裝置

2,2a‧‧‧料條

3‧‧‧皮帶傳送器裝置

4‧‧‧傳送器皮帶

5‧‧‧粒化裝置

6‧‧‧丸粒

7‧‧‧料條排放開口

8‧‧‧第一傳送器圓筒

9‧‧‧金屬槽

10,11‧‧‧進給滾子

13‧‧‧分離裝置,切割裝置

14‧‧‧揚升裝置

16,17‧‧‧噴灑噴嘴

18‧‧‧抽除及吹除裝置

Claims (13)

1. 一種用於製造由塑膠材料製成的丸粒之裝置，其包含一連續鑄造裝置，至少一料條的該塑膠材料自其離開，及一皮帶傳送器裝置，其具有至少一傳送器皮帶，該料條可在其上被進給至一將該料條切割成該等丸粒之粒化裝置，其特徵在於：該皮帶傳送器裝置具有該傳送器皮帶的一可逆傳送方向，包括一朝向該粒化裝置的進給傳送方向及一遠離該粒化裝置的排放傳送方向。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於：該連續鑄造裝置經由至少一料條排放開口垂直地或大幅垂直地座落於該皮帶傳送器裝置的一第一傳送器圓筒上方，或從該排放傳送方向來看使其以一略微偏移方式座落於該第一傳送器圓筒後方。
3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於：該等用於一冷卻流體之噴灑噴嘴設置於該傳送器皮帶的頂部及/或底部上。
4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於：一金屬槽至少在使離開該連續鑄造裝置的料條置於該傳送器皮帶上之該皮帶傳送器裝置的一放置區中被設置於該傳送器皮帶下方，該等噴灑噴嘴座落於該放置區中或被導引至該放置區上。
5. 如申請專利範圍第3項之裝置，其特徵在於：提供一抽除及/或吹除裝置以自該料條抽除或吹除該冷卻流體。
6. 如申請專利範圍第4項之裝置，其特徵在於：提供一抽 除及/或吹除裝置以自該料條抽除或吹除該冷卻流體。
7. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於：提供一分離裝置以在該料條排放開口的區中截斷該料條。
8. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於：提供一用於該料條之揚升裝置，其可對抗該皮帶傳送器裝置的傳送器皮帶移動之方式係當該傳送器皮帶在該排放傳送方向中操作時使該料條揚升離開該傳送器皮帶。
9. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於：當該傳送器皮帶在該排放傳送方向中操作時，該料條可被一料條收集容器所收集。
10. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於：該皮帶傳送器裝置的高度及/或傾斜角為可調整式。
11. 一種用於操作一製造由塑膠材料構成的丸粒之裝置的方法，包含下列步驟：-藉由連續鑄造來製造由該塑膠材料構成的至少一料條；-藉由一具有至少一傳送器皮帶的皮帶傳送器裝置將該料條進給至一粒化裝置；-藉由該粒化裝置將該料條切割成丸粒；其中在一起動階段期間，該皮帶傳送器裝置之傳送器皮帶的傳送方向係自一朝向該粒化裝置的進給傳送方向反轉至一遠離該粒化裝置的排放傳送方向。
12. 如申請專利範圍第11項之方法，該傳送器皮帶的一傳送速度、該料條的一擠製速度及該粒化裝置的一進給速率 可被個別或共同地設定之方式係使得該料條的塑膠材料發生一可選擇性調整的拉伸或壓縮。
13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該傳送器皮帶的一傳送速度、該料條的一擠製速度及該粒化裝置的一進給速率被個別或共同地設定之方式係使得該方法被啟動或停止而並未由於該塑膠材料累積於該皮帶傳送器裝置及該粒化裝置的區中導致形成結塊。