TWI494202B - 用於水下造粒及其類似者之熱絕緣模板總成 - Google Patents

Description

用於水下造粒及其類似者之熱絕緣模板總成 發明領域

本發明大體上關於一絕緣模板總成，用於水下造粒機及其他包括加熱面或者非流體造粒過程之製粒程序。更特定言之，本發明係關於一絕緣模板總成，其包括一穿過該模板總成形成之薄連續氣袋或氣室，使得該模板總成之上游部分係與該相同總成之下游部分呈熱絕緣，因此可准許該些個別部分以不同溫度同時存在。複數個擠壓孔(extrusion orifices)，個別或成群，延伸過擠壓孔延伸部，該些延伸部從該絕緣氣袋或氣室凸出，因此該些擬被造粒或製粒之物質可從其中通過。

發明背景

水下造粒裝置及其隨著擠出製程之用途已經由葛拉(Gala)工業股份有限公司(“Gala”)，也就是本發明之受讓人，執行許多年。尤其是造粒模具以及模板已呈現於前案之揭露內容，包括，例如於，美國專利案編號4,123,207、4,500,271、4,621,996、4,728,276、5,059,103、5,403,176、6,824,371、7,033,152、美國專利申請案公開號20060165834和20070254059、德國專利和申請案包括德國專利編號32 43 332、德國專利編號37 02 841、德國專利編號87 01 490、德國專利編號196 51 354、以及世界專利申請案公開號WO2006/081140和WO2006/087179。此些專 利與申請案皆為葛拉所擁有且闡述併於此中作為參考，來闡明其完整性。

如同熟習此領域者所知曉，與旋轉割刀轂和刀片一起使用之模板，在水下造粒中，具有通常呈圓形排列之擠壓孔或穿模孔，或通常呈圓形陣列排列之複數個模孔群(如同成群或成叢)。按此排列，當該些模孔沿著一圓形切割面時，該些旋轉刀片可切割壓出膠。

美國專利案編號4,378,964及世界專利申請案公開號WO1981/001980揭示一用於水下聚合物質造粒過程之多層模板總成，其中一絕緣層，較佳為氧化鋯，係固定定位於該模板本體與包含該模切割面之層之間。鄰近或最接近該絕緣層係一加熱室，其中通過一加熱流體，用於維持該模之溫度。

美國專利案編號4,764,100揭示一模板建構，係特別描述用於水下可塑性壓出膠之造粒過程，包含一閉鎖的絕緣空間形成於該基板以及該切割板之間，其中穿透有該擠壓噴嘴，且可擇地具有嵌件用於更進一步強化與支持該結構。

擠壓噴嘴之間之真空加熱絕緣腔已揭示於美國專利案編號5,714,713之多步驟過程中，其包括電子束焊接，同時該些模成分係維持在高度真空之下。此揭露內容延伸至在該擠壓噴嘴周圍外緣區域中之真空絕緣部，用於加強美國專利案編號5,989,009中之絕緣表現。

相似地，美國專利案編號6,976,834中揭示有充滿空氣或氣體之連續熱穩定腔。此外，亦揭示於高溫，900□C至 1200□C，真空下熔爐中銅焊以及氬氣下冷卻之製造過程，以防止氧化，使得導入真空於熱穩定腔之機會存在。

德國專利申請案編號DE 100 02 408與德國專利新型編號DE 200 05 026揭示一空心空間或其之多樣性於該噴嘴板和該頭錐延伸處之內部區域，透過減少質量所須溫度之維持，以加強溫度控制，並因此引進熱絕緣。使用固體、液體或氣體當作絕緣物質亦於其中揭示。

世界專利申請案公開編號WO2003/031132揭示陶瓷板將模面與該鑄模座之加熱部分絕緣之用途。

最後，奧地利專利申請案編號AT 503 368 A1揭示一熱絕緣模板總成，具有一可分離之面板，其透過一O-環或金屬封條被密封於該擠壓孔噴嘴之排出端。此模板總成非常易碎且極度易受製程熔體滲漏之影響，因此需要相當多之維持。

因此，在此需要一熱絕緣模板總成，其在結構上堅固、在密封狀況下保留有氣袋、不需過多維護並提供高效能。

發明概要

本發明之熱絕緣模板總成係以一傳統方式安裝於熔化且/或混合裝置以及顆粒運輸組件之間，該顆粒運輸組件包括機械式、氣動式、和/或流體式運輸。該絕緣模板總成之上游側從該熔化/混合裝置接收已熔之聚合體或其他流化物質，接著擠壓通過該多樣性孔洞，該些孔洞自該模板總成之上游側延伸至該下游側，以形成經擠壓之材料線束。 該些經擠壓之線束，至少邊緣經冷卻，透過旋轉切割刀片被切割成顆粒，該刀片以造粒技藝中所熟知之方法接合一與該模板之下游側相關之切割表面或切割模面。

本發明之熱絕緣模板總成係以傳統方式保持其位置，乃透過扣件來連結熔化及混合組件、模板、以及顆粒運輸組件。頭錐，一可擇地分離組件，係如熟習此藝者所知需要如同一般設置之頭錐錨定螺栓來保持其位置。相似地，熱調節流體係如所需個別地通過傳統進孔及出孔來進出模板中之腔室。

本發明之熱絕緣模板總成基本上係透過加工模板本體之下游側或模面側中之切割器而形成，較佳地係形成一大體上圓形空腔。該切割器空腔之外圍必須延伸穿過該擠壓孔或模孔之圓形圖案或陣列，且一凸起的圓形脊相稱於並包圍該擠壓孔或模孔之圓形圖案或陣列。該凸起的圓形脊因而將該切割器空腔分成，較佳地，一環形外部區與一圓形內部區。該凸起的圓形脊在垂直橫截面中較佳地係梯形，且該擠壓孔從中間延伸通過。在該擠壓孔位置之凸起脊之上表面浮凸出孔突起，使得該擠壓孔延伸通過該孔突出。

最終，一具有孔可相稱於孔突出之蓋板被估量以合適並安裝進該模板本體中之該切割器空腔，來完成該模板總成之下游側並形成一大體上平坦的模面。此外，該蓋板之上游側以一柱坑鑽加工，其遵照該孔突出之結構並定義出環繞該孔突出以及該凸起之圓形脊之該氣體空腔的外側 壁。該蓋板係沿著其外圍接附至該模板本體並沿著其對應孔接附至鄰近該模面之該孔突出的末梢端。

該蓋板之厚度少於該切割器空腔之深度，是以當該蓋板於適當位置時，一輕薄，大體上平坦，連續之氣袋或氣室係形成在該凸起圓形脊以及相關孔突出之周圍，氣室係大體上平行於該模面。氣室之厚度等類約0.05毫米(mm)至約6.0毫米，且較佳地約0.5毫米至約1.0毫米。換句話說，該氣室之厚度較佳地係約5%至約10%之該模板總成之厚度。

該凸起圓形脊以及相關之孔突出，其等環繞及延伸該擠壓孔自該切割器空腔之基部至該蓋板之對應孔，一起在此稱為“擠壓孔延伸部”。每一擠壓孔或模孔之擠壓孔延伸部完全延伸通過該氣室，使得該孔延伸部係被熱絕緣氣體環繞。

該氣室較佳地係排氣至該模板總成外側之大氣中，例如通過該模板本體中之一個或多個通道，以供該氣室之大氣平衡。該氣室因此形成一熱絕緣氣袋或氣室於該模板總成之典型加熱上游側與形成模面之下游側之間，其接觸水下造粒機中水箱之冷水，或其他與一旋轉切割刀轂及刀片總成相關之冷卻媒介。

該蓋板必須由抗化學、防蝕、抗磨、以及耐磨金屬所製成。該蓋板可含有至少一種圓周擴展的溝槽於至少一面，且較佳地含有複數個圓周擴展的溝槽於至少一面。當數個擴展溝槽形成於兩面，其等較佳地以參差交替地結構排列。較佳地，該蓋板以鎳鋼焊接於適當位置。更佳地， 該蓋板之接附係藉由以鎳鋼焊接於圓周地環繞該蓋板之外圍溝槽以及在介於該孔突出之末梢端與該蓋板孔之內側之間的焊接位置。

根據本發明之熱絕緣模板總成之模板本體可被任何熟習此藝者所知之適當的加熱系統來熱調節，例如熱調節流體如要求個別透過傳統的進出孔來進出該模板本體中之加熱室。或者，該模板本體可透過電阻、感應、蒸氣、及熱傳流體之至少之一者進行熱調節。較佳地，該模板本體由熟習此藝者所知之技藝藉由電加熱器加熱。

本發明之第一實施例，該熱絕緣模板總成配置有單一片模板本體。在本發明之第二實施例中，該熱絕緣模板總成配置有一雙片模板本體，具有一根據本發明可移除之熱絕緣中央模嵌件，四周環繞一模板，其外部環經電阻、感應、蒸氣、及熱傳流體之至少之一者進行熱調節。

如此中所用之術語“模板本體”，擬包括當本發明之總成配置成一單片構造時之模板之本體以及當本發明之總成配置成一雙片構造時之結合有該模板外部環之該可移除之中央模嵌件。

除了具有一致平坦度之模面外，包含孔突出之末梢端的環形切割面，以及從其中穿透多樣性之擠壓孔，可比該模面之剩餘部份凸起一特定距離，如同熟習此藝者所知。該旋轉切割刀片因此嚙合該凸起的環形切割面。該凸起的環形切割面必須較周圍之模面高出至少0.025毫米，且較佳係至少較周圍之模面高出0.50毫米。

較佳地，至少經切割刀片嚙合之環形切割面的表面遭受一強化表面處理。該強化表面處理包括下列至少之一者：氮化、碳氮化、電鍍、無電鍍、無電鎳分散處理、火焰噴灑(包括高速應用)、熱噴灑、電漿處理、電解電漿處理、燒結、粉體塗裝、真空沉積、化學蒸氣沉積、物理蒸氣沉積、濺鍍技術以及噴灑塗裝。該些表面處理造成金屬噴敷、接附金屬氮化物、金屬碳化物、金屬碳氮化物以及類鑽石碳，且可被單獨使用和任一組合形式使用。不同的表面處理可應用至切割面上不同的圓周平面，且厚度必須至少約0.025毫米。較佳地，該些處理在厚度上至少約0.50毫米。

該凸起圓形脊以及相關之孔突出以至少一種圓環形式形成，且每一孔突出可包含至少一種至多種之擠壓孔，排列成群、成叢、以及成串。該孔突出可為任一幾何形狀，包括至少橢圓形、圓形、正方形、三角形、矩形、多角形中之一者或多種之組合。相似地，該孔突出可排列成同心、交替、錯縱結構、以及直線形，且可被定位平行於該切割刀片之旋轉弧、垂直於該弧以及包括腎形至類逗號形結構。

此外，該擠壓孔可為任一幾何形狀，包括但非限定於，圓形、橢圓形、正方形、矩形、三角形、五角形、六角形、多角形、槽形、放射狀槽形以及其之任一組合。多種擠壓孔可為不同幾何形狀於一特定孔突出或模面上。

就前述觀之，本發明之目的係提供一模板總成，其中該總成之典型加熱上游部分係透過一大致上平行於該模面延伸之內部絕緣氣袋或氣室與鄰近該模面之典型冷卻下游部分熱絕緣。

本發明之另一目的係提供一與先前目的一致之熱絕緣模板總成，其中該絕緣氣袋或氣室環繞一配置成凸起圓形脊與相關孔突出之擠壓孔延伸部，穿過其中該擠壓孔延伸至該模面。

本發明之另一目的係提供一與先前目的一致之熱絕緣模板總成，其中該絕緣氣袋或氣室係透過加工或切割出一於模板本體之下游側中之空腔而形成，在適當位置移留該凸起的圓形脊。該空腔透過一蓋板關閉，該蓋板具有一尺寸對應該擠壓孔延伸部之柱坑鑽且具有孔以對應該孔突出之末梢端。

本發明之再另一目的係提供一與先前兩目的一致之熱絕緣模板總成，其中該凸起脊具有一梯形垂直橫截面，以幫助通道加熱至該孔突出，且因而維持該模面之擠壓孔中製程熔體於一所欲溫度。

本發明之更另一目的係提供一與先前三目的一致之熱絕緣模板總成，其中該絕緣氣袋或氣室係配置成沿著並環繞該凸起的圓形脊以及相關之孔突出，如此可保持熱於凸起的脊與孔突出中，以維持該模面之擠壓孔中製程熔體於一所欲溫度。

本發明之另一目的係提供一與先前目的一致之熱絕緣模板總成，其中該絕緣氣袋或氣室排氣至該模板總成之外側大氣，以維持該空腔或腔室之內側溫度與壓力條件相當於大氣。

本發明之再另一目的係提供一與先前目的一致之熱絕緣模板總成，其中該模板本體係配置成單體結構。

本發明之更另一目的係提供一與先前目的一致之熱絕緣模板總成，其中該模板本體係配置成一雙片結構，包括一經由模板外部環所環繞之可移除之中央模嵌件。

本發明之更另一目的係提供一與先前目的一致之熱絕緣模板總成，其中該可移除之嵌件以及該模板外部環可被個別地和/或分別地加熱或熱調節。

此中提出之最後一目的係提供一熱絕緣模板總成，其符合傳統製造形式、具有改良之強度及堅固、可維持該絕緣氣袋緊密密封以提供改良操作中之熱絕緣、且為經濟上可行、持久並相對使用上無故障問題。

此些連同其他目的與優點將接續著清楚的顯示於結構與操作的詳細內容，將更完全地描述與請求於此後內容，參考資料連同圖式亦形成其中之一部分，其中像是元件編號意指此部分。

圖式簡單說明

第1圖係一依照本發明之熱絕緣模板總成的第一實施例之示意性的垂直截面圖，其中該總成係一單體結構。

第2圖係一放大示意性的垂直截面圖，更詳細地說明第1圖中實施例之上方擠壓孔的周圍組件。

第3圖係第1圖中所示之模板總成部分切掉之透視圖，說明眾多組件之聯結。

第4圖係一依照本發明熱絕緣模板總成之第二實施例的示意性垂直截面圖，其中該總成係一雙片結構，包括一可移除之中央模嵌件以及模板外部環。

第5圖係示意性垂直切掉第4圖中所示模板總成之可移除中央嵌件的半側之透視圖。

第6圖係第5圖中所示組件之放大圖，詳細說明該凸起的圓形脊和該孔突出周圍之氣室。

第7圖係第4圖中所示模總成之可移除中央嵌件之一半示意性的頂面透視圖，顯示凸起的圓形脊和與之相關的孔突出的設計。

第8圖係一蓋板示意性的底面透視圖，當翻面後，可裝配在第7圖中所示可移除之中央嵌件的頂面上，以形成第4圖中所示模板總成之氣袋或氣室。

第9圖係一放大示意性的垂直截面圖，顯示第8圖之蓋板裝配在第7圖所示可移除之嵌件上，其等在該蓋板之四周外圍和擠壓孔四周適當位置和該蓋板之下游表面上硬面焊接。

第10圖係相似於第4圖熱絕緣模板總成之分解示意性的垂直截面圖，其中該可移除之中央嵌件包括一分離的中央加熱線圈。

第11a-g圖係一合成透視圖，說明多種用於本發明加熱傳導突出之結構。

較佳實施例之詳細說明

雖然僅詳加闡述本發明之較佳實施例，但須了解本發明並非限定範圍於後述所提之組件的詳細結構與排列或是所揭之圖式。本發明可能有其他實施例並可能以各種不同方式執行或進行。同樣地，在解釋較佳實施例中，特定的術語將歸諸於清楚闡述之緣故。須了解每一特定的術語包括所有運用相似方式達成相似目的之技術上的相等物。

圖式第1、2和3圖說明本發明之一種實施例，係關於造粒機組件，例如水下造粒機。該造粒機包括一起自熔化且/或混合裝置(未顯示)之入口外殼12。該入口外殼12包括一過道14，予已熔化物質或其他壓出膠(此後總稱為“製程熔體”)通過，該製程熔體包括有機物質、寡聚物、聚合物、蠟狀物、以及其等之組合體，但並不僅限定於此。頭錐16導引該製程熔體至該依照本發明建構之單體或單一片模板總成的上游側，且通常指定為參考元件10。該頭錐16可藉由一螺桿(未顯示)被接附連接上該模板總成。該螺桿係螺絲釘，在一端穿進頭錐16之螺紋鑽孔18且在其之末梢端穿進模板10之螺紋鑽孔20。或者，該頭錐16可被堅固地固定於模板10或形成一體，且不需要如此中所述被接附地連接。

該單體模板總成10包含多種擠壓孔22，其等呈單一或複數同心地排列成至少一種環狀環，並自該模板總成10之上游面24延伸至下游面或模面26。設置於切割室(未顯示)中一旋轉地驅動切割刀轂30上之複數個切割刀片28，切割該經擠壓且至少部分固化之製程熔體，該製程熔體被擠壓通過孔22而在該模面26之切割表面形成顆粒。該些因此形成之顆粒被機械式地、氣動式地、液壓式地、或其等之組合運送至下游加工，例如一脫水系統、乾燥裝置及其類似者。

該模板總成10由兩種主要組件，模板本體36和蓋板38，形成。一輕、連續之氣袋或氣室32，平行於模面26，係形成於該模板本體36之下游側與該蓋板38之上游側之間。為使該些擠壓孔22穿過該氣室32，該些擠壓孔22延伸通過一形成於該模板本體下游面之凸起的圓形脊34和定位於該脊34上面之孔突出35(參考第2圖)，其等一起界定出該擠壓孔延伸部，統一指定為參考元件31。

該蓋板38之上游側擁有一大體上圓形之柱坑鑽76，符合並容納該孔突出35之圓形陣列。該柱坑鑽76具有出口孔39對應該孔突出35並形成該擠壓孔22之末梢端68。該突出35之末梢端70然後裝配進該蓋板38中之對應孔39。該凸起的圓形脊34以及相關的導熱突出35，包圍並提供熱至該擠壓孔22之末梢端68，因此延伸通過氣室32並被氣室32環繞。

為形成該氣袋或氣室32，該模板本體36之下游面26的中央區域被加工或切割以提供一圓形凹進處或空腔33。該空腔33延伸過該擠壓孔22且較佳地在適當處形成該凸起的圓形脊34，雖然該脊可能形成為一分離的塊件並焊接或另外接附至該空腔33之底部。該凸起的脊因此將該空腔33分成一環形外部區72和一內部圓形區74。該孔突出35亦可在加工過程期間形成，因此與該凸起的脊34一體成形。然而，較佳地，該突出35係配置成與該模板本體36(以及脊34)相同物質之分離的軸環，且藉由焊接或其之類似被黏附至脊34之頂部。

具有對應該孔突出35末梢端70之孔39的圓形蓋板38，覆蓋該凹進處空腔33且透過銅焊、焊接、或熟習此藝者所知之相似技術接附地連接至模板本體36和孔突出34。較佳地，該蓋板38由抗磨損和抗腐蝕金屬建造且，更佳地，由鎳鋼建造。相似地，該蓋板38與該模板本體36和與該孔突出35之末梢端70的接附，較佳地係由焊接達成，且，更佳地，係由鎳鋼焊接達成。焊件40和42較佳地製造在該蓋板38周圍之圓周的溝槽77以及在該些蓋板孔39之中，該些蓋板孔按尺寸大小估量，以暴露突出35之末梢端70的一部分用於焊接或其之類似。為助於牢固該蓋板38於該模板本體36，該外圍邊緣80被設計來擱置於中斷該模板本體下游面之架狀突出物82上。該外圍邊緣80與該模板本體36具有相反的斜面形成溝槽77來接收外圍的焊件40並維持該外圍邊緣80堅固地抵靠著該架狀突出物82。

該蓋板38之表面以及該下游面26係較佳地塗覆一抗化學、磨損、腐蝕、和消磨之塗覆劑60，如之後所述。一旦焊件42在適當處，連同抗消磨塗覆劑60，如果包括的話，該擠壓孔22之末梢端68可藉由自該模板總成之下游側加工完成，例如以一EDM或其他熟習此藝者所知之機器，因而清除任何自該擠壓孔末梢端68之焊件42和塗覆劑60。

該凸起的圓形脊34於垂直橫截面係較佳地為梯形，以助於引導熱至該孔突出35，即轉移熱自該凸起的脊至該模面26，因而維持該製程熔體於該擠壓孔末梢端68中於一所欲溫度，並協助製造一堅固的熱絕緣模板總成。雖然該凸起的圓形脊為梯形橫截面係較佳的，但是其他形狀之脊橫截面可因熟習此藝者所欲達成之目的而有所應用，如同本發明所預期。

迄今所述之裝配封閉該圓形凹進處33以形成該薄、連續之熱氣袋或氣室32，該熱氣袋或氣室32係較佳地透過至少一個通風管44連接至周圍大氣。該模板本體10內之溫度和/或壓力變化透過擴張或緊縮進入和穿過通風管44之空氣來平衡，因此避免可能潛在地導致非所欲之該下游面26變形的真空形成和/或壓力內建。凸起的脊34以及孔突出35穿透該大氣之氣袋32以提供連續的和更均勻的加熱沿著該穿透擠壓孔22之長度，且至該蓋板38中開口39之其等末梢端70之焊件用於強化並維持該蓋板之平坦的形狀。

如最佳在第2圖中所觀察到，該氣袋或氣室32係大體上平行於該模面26，但延伸進入該柱坑鑽76，如於78，以環繞每一孔突出35之外部外圍。該氣室32之厚度在不同位置可變化，但深度需至少約0.05毫米至不大於約6.0毫米，且較佳地係約0.5毫米至約1.0毫米之深度。換句話說，平行於該模面之該氣室32之厚度在尺寸上係較佳地約5%至約10%之該模板總成10的厚度。

蓋板38較佳地包括至少一條圓周的擴展溝槽62於該蓋板38的一部分上，延伸穿越該擠壓孔22之圓形陣列。更佳地，至少一條圓周的擴展溝槽62於擠壓孔陣列外側之蓋板38的每一側上。再更佳地，多個圓周的擴展溝槽62參差地定位於該蓋板38之相對側上。該圓周的擴展溝槽62之外形可為任意幾何形狀，包括但非限定於，正方形、角形、圓形、以及半球形，且蓋板38上多個溝槽可為相似或不同的幾何形狀。較佳地，該圓周溝槽之外形為圓形，如第2圖所示。

如先前所述，該擠壓孔延伸部31之凸起的圓形脊34較佳地與模板本體36為一體，因此有相同的化學成分。該孔突出35，另一方面，係以不同的軸環形成並透過銅焊、焊接、和其他熟習此藝者所知之相似機制接附地連接至該凸起脊的頂部。該突出35可為與脊34相似或不同之組成，且模板本體36之組成可包括但非限定於工具鋼、硬工具鋼、不銹鋼、鎳鋼、及其類似者。

第4至9圖顯示一雙片模板總成，統一指定為參考元件100，與本發明第二實施例一致。該模板總成100包括一模板外部環105以及可移除之中央模嵌件106。由於該模板總成100之許多組件與該模板總成10之組件相同或非常相似，因此往後與先前對應之組件使用相同的參考元件，但在元件之開頭多加阿拉伯數字“1"。

相似於第1圖之實施例，該模板總成100自一熔化且/或混合裝置(未顯示)接附地連接至入口外殼112。該入口外殼112包括一供製程熔體之過道114，如迄今所述。頭錐116導引該製程熔體至該可移除之嵌件106之上游側124，而其等間係藉由一螺桿(未顯示)被接附連接。該螺桿係螺絲釘，在一端穿進頭錐116之螺紋鑽孔118且在其之末梢端穿進可移除之嵌件106之螺紋鑽孔120。

該可移除之中央模嵌件106包括多種擠壓孔122，其等呈單一或複數同心地排列成至少一種環狀環，並自該可移除之嵌件106之上游面124延伸至下游面126。設置於切割室(未顯示)中一旋轉地驅動切割刀轂130上之複數個刀片裝配128，切割該經擠壓的且至少部分固化之製程熔體成顆粒。該些因此形成之顆粒被機械式地、氣動式地、液壓式地、或其等之組合運送至下游加工，如之前所述。

以先前第一實施例中所述之相同方法加工或切割該嵌件106的下游面126的中央地區，以提供一中央圓形凹進處或空腔133，包括凸起的圓形脊134和孔突出135，其等一同界定出該擠壓孔延伸部131且包住擠壓孔122穿過該空腔133。一具有孔139對應該孔突出135之末梢端170的圓形蓋板138，覆蓋該凹進處空腔133以形成一薄、連續之熱氣袋或氣室132橫越過大體上平行於該模面126之嵌件106。該蓋板138之上游側亦擁有一大體上圓形之柱坑鑽176，符合並容納該孔突出135之圓形陣列。由該凸起的圓形脊134和孔突出135製成之該擠壓孔延伸部131作為通道並供應熱自該嵌件本體136至該擠壓孔122之末梢端168，同時該延伸部131透過環繞孔延伸部131之氣室132與蓋板138熱絕緣。

該蓋板138係透過銅焊、焊接、或熟習此藝者所知之相似技術接附地連接至該嵌件本體136之外圍和孔突出末梢端170。較佳地，該蓋板138由抗磨損和抗腐蝕金屬建造且，更佳地，由鎳鋼焊接建造。焊件140和142較佳地製造在該蓋板138周圍之圓周的溝槽176以及在焊件142所在地之突出末梢端170上(參閱第9圖)。該蓋板138之表面以及該模嵌件106之下游面126係較佳地塗覆一抗化學、磨損、腐蝕、和消磨之塗覆劑60，如之後所述。

該圓形空腔133係較佳地透過至少一個通風管144連接至周圍大氣，該通風管144穿過該可移除之模嵌件106和該模板外部環105兩者。該氣室132內之溫度和/或壓力變化透過擴張或緊縮進入和穿過通風管144之空氣來平衡，因此避免可能潛在地導致非所欲之該下游面126變形的真空形成和/或壓力內建。凸起的脊134以及孔突出135穿透該大氣之氣袋132，以提供連續的和更均勻的加熱沿著包圍於其中之該穿透擠壓孔之長度。該凸起的圓形脊134之結構，於其垂直橫截面較佳地為梯形，供應通道熱至該孔突出135，以助於維持突出135中製程熔體在離開擠壓孔122之末梢端168之前於所欲溫度。該蓋板138外圍至該嵌件106之焊件與該蓋板138之孔139中之孔突出135末梢端170之焊件提供強度並固化該蓋板於其平坦的外形，如下一段中進一步所述。

該嵌件本體136和蓋板138係設計有多數互補對抵表面，以改善該焊件140和142之效力。此依序增加該裝配蓋板138於該嵌件本體136上之堅硬度、改善該氣室132之密封度以及提供全面堅固的模板總成110。第一，該機製之切割器133包括外圍的架狀突出物182(參閱第6和7圖)可接收蓋板138之外圍邊緣184，以界定出該氣室132之外圍。該嵌件 本體外圍的架狀突出物182與蓋板外圍邊緣184的互補對抵表面隨後透過焊件140固持在一起。第二，蓋板138之孔139包括一錐坑區186於其等之上游側(參閱第8圖)，形成一架狀突出物188嚙合該孔突出135末梢端170之外部外圍(參閱第9圖)。該些互補對抵表面170和188藉由焊件142在每一擠壓孔末梢端168處黏附在一起。

蓋板138中之圓形柱坑鑽176不同於蓋板38中之圓形柱坑鑽76，乃由於前者具有相符之錐形側壁190之外廓可更緊密地沿著該凸起脊134之錐形側192的外廓。藉由更緊密地沿著凸起脊134的外廓，該柱坑鑽176以及所合成的氣室132提供該脊134和相關孔突出135周圍額外的絕緣。相對的，該圓形柱坑鑽76在橫截面上較為矩形且定位鄰近該凸起的脊34，尺寸上並無與錐形側92相符之外廓。須了解鄰近凸起圓形脊134之圓形柱坑鑽176以及鄰近凸起脊34之柱坑鑽76的外廓僅為兩種非限定之實施例，且其他設計參照以及媒介於此兩種結構係涵蓋於本發明。矩形柱坑鑽76與錐形柱坑鑽176之利用可被施用於整體模板總成10以及雙片式模板總成100。

如所期望，蓋板138可擁有圓周的溝槽，例如上所揭與描述於蓋板38之溝槽62。

加熱和/或冷卻過程可藉由電阻、感應、蒸氣或熱轉移流體進行，如同按慣例揭示用於單體模板10和雙片模板總成100。如第1圖和第4圖所示，該模板本體36和嵌件本體136每一個別地藉由如第3圖中所示定位於輻射狀槽47之輻射電加熱器46和146加熱，如習知所知。於第4圖中所示之雙片式模板總成100中，該可移除之嵌件106以及該模板外部環105每一可分別藉由相似或不同之機制加熱。

例如，第10圖顯示一模板總成之部分分解圖，統一指定為參考元件200，其包括一中央-加熱之可移除的嵌件208。由於模板總成200之許多組件與模板總成100之組件相同或非常相似，因此往後與先前對應之組件使用相同的參考元件，但在元件之開頭以阿拉伯數字“2"取代阿拉伯數字“1"。

模板總成200因此包括一模板本體，統一指定為參考元件212，包括模板外部環205環繞中央-加熱之可移除的嵌件208。該電阻線圈250內含於一環形凹進處或空腔252中，而環形凹進處或空腔252係中央地坐落於鄰近上游面224之嵌件208內。頭錐216係依第1和4圖所示之相似方式透過使用一螺桿(未顯示)接附地連接至可移除之嵌件208，該螺桿係螺絲釘，在一端穿進頭錐116之螺紋鑽孔218且在其之末梢端穿進可移除之嵌件208之螺紋鑽孔220。當接附後，頭錐116以定位於其中之線圈250封閉空腔252。其他扣緊之方法為熟習此藝者所熟知。該可移除之嵌件208可因此藉由先前所述關於第4圖中所示之該模板總成100的輻射加熱器146被分別地加熱。

該模板總成10、100、200之下游面26、126可如第1圖所示於一平面，但較佳地係於兩平行面上，如第2和9圖中圈起區域66、166所指出，其中鄰近該擠壓孔22、122之出口68、168的區域係凸起於一平行於下游面26、126的平面上。於該下游面26上之該平面高度必須至少約0.025毫米，且較佳地係至少約0.50毫米。

相似地，該凹進處空腔33、133深度係至少約1.05毫米，較佳地為5.0毫米至7.0毫米。該蓋板38、138之厚度必須為1.0毫米至8.0毫米，較佳地約6.0毫米以提供該氣室32、132之厚度為約0.05毫米至約6.0毫米，且較佳地約0.5毫米至約1.0毫米。

該下游面26、126之表面較佳地接受抗化學、抗磨損、抗腐蝕、以及/或抗消磨處理等等，環形區域中之“表面處理"通常界定在第2和9圖中擠壓孔出口68、168之陣列並標識為元件編號60、160。此環形區域包括切割面63、163，其中該切割刀片嚙合該模面。該表面處理必須至少約0.025毫米，且較佳至少約0.50毫米。該表面處理60、160之成分於環繞擠壓孔出口68、168之平坦區域可能不同於其於下游面26上之其他部分。較佳地，該表面處理60、160在所有面上皆相同並可包含一種、兩種、或多種內容製程，且製程之示例為清除、除脂、蝕刻、底漆塗裝、粗糙化、噴鋼砂、噴砂、鎚平、浸酸、酸洗、鹼洗、氮化、碳氮化、電鍍、無電鍍、無電鎳分散處理、火焰噴灑(包括高速應用)、熱噴灑、電漿處理、電解電漿處理、燒結、粉體塗裝、真空沉積、化學蒸氣沉積、物理蒸氣沉積、濺鍍技術、噴灑塗裝、以及真空銅焊碳化物。

用於所有表面(該切割面除外)之表面處理包括火焰噴塗、熱噴塗、電漿處理、無電鎳分散處理、高速空氣與燃料改良之熱處理、電解電漿處理、單獨以及其等之組合。此些表面處理將表面金屬化，較佳固定地接附金屬氮化物至表面，更佳固定地接附金屬碳化物以及金屬碳氮化物至表面，再更佳固定地接附類鑽石碳至表面、仍然更佳地接附含有類鑽石碳之抗磨損金屬基質至表面、且最佳地接附內含類鑽石碳之金屬碳化物基質至表面。其他陶瓷物質可被使用且揭露於此當作參考但非用於限定。此些較佳的表面處理可進一步被選擇性地改良，透過傳統聚合物塗料之應用於遠離該擠壓孔出口68、168之下游面26、126上。該些聚合物塗料本身係非黏性的且具有低摩擦係數。較佳地該聚合物塗料係矽酮、氟聚合物、以及其等之組合。更佳地該聚合物塗料之應用需要最少至無需加熱來影響乾燥和/或凝固。

第11圖顯示擠壓孔和自凸起圓形脊突起之孔突出的額外結構。第11a圖顯示突起自脊303以錯列編制之孔突出302的同心環，每一突出具有一單一擠壓孔304。該擠壓孔306可以成群或成叢之多數定位，如第11b圖顯示兩個擠壓孔308的群組、第11c圖顯示三個擠壓孔310的群組、第11d圖顯示四個擠壓孔312的串列、第11e圖顯示十六個擠壓孔314的叢列、第11f圖顯示三十七個擠壓孔316的多數群、以及第11g圖顯示十六個擠壓孔318的多數群。

成群、成串、成叢、以及其等之多數可排列成任何幾何結構，包括但非限定於橢圓形、圓形、正方形、三角形、矩形、多角形、以及其等之組合。該孔突出之幾何圖形更可為圓形、角形、斜面並含有任意數目之多數孔。含有多數孔之幾何定位可周向與平行於該弧、周向與垂直於該弧、錯列與交替外切該弧以及其等之組合。再者，該幾何定位可能順從該弧為腎形或逗號形。多數擠壓孔之同心環，至少一個或多個，可包括擠壓孔，其中單一或多種，可以相對於本發明其他同心環排列成直線陣列、交替、錯綜、以及其之任一組合。

另外，雖然擠壓孔22、122之出口，諸如第2圖中之出口68以及第9圖中之出口168，較佳為圓形，但該些出口可為任意幾何形狀包括但非限定於圓形、橢圓形、正方形、矩形、三角形、五角形、六角形、多角形、槽形、放射狀槽形以及其之任意組合。多數之擠壓孔出口68可為不同之幾何形狀，由其是突出35。

再者，該擠壓孔延伸部可能包括多於一種之凸起的圓形脊34、134，需視該擠壓孔之排列以及該切割刀片之寬度。此外，雖然至少一種凸起的圓形脊34、134係較佳的以形成該擠壓孔延伸部31、131之基座，但亦有可能設計不具任何凸起脊之延伸部31、131。在此情況下，該孔突出35、135可能自切割器33、133之基座延伸至蓋板38、138之各別開口68、168。

前述內容僅用於說明本發明之原理。熟習此藝者可容易地完全想出各種改良及變化。因此，並不希望限制本發明於所示和所述之某確實結構與操作，據此，所有適當之改良和等同物可視作落入本發明之請求範圍內。

10．．．模板

12．．．入口外殼

14．．．過道

16．．．頭錐

18．．．螺紋鑽孔

20．．．螺紋鑽孔

22．．．擠壓孔

24．．．上游面

26．．．下游面或模面

28．．．切割刀片

30．．．切割刀轂

31．．．擠壓孔延伸部

32．．．氣袋或氣室

33．．．空腔

34．．．凸起的圓形脊

35．．．孔突出

36．．．模板本體

38．．．蓋板

39．．．蓋板中之對應孔

40．．．焊件

42．．．焊件

44．．．通風管

46．．．輻射電加熱器

47．．．輻射狀槽

60．．．塗覆劑

66．．．圈起區域

68．．．擠壓孔之末梢端

70．．．突出之末梢端

72．．．環形外部區

74．．．內部圓形區

76．．．柱坑鑽

80．．．外圍邊緣

92．．．錐形側

100．．．模板總成

105．．．模板外部環

106．．．中央模嵌件

110．．．模板總成

112．．．入口外殼

114．．．過道

116．．．頭錐

118．．．螺紋鑽孔

120．．．螺紋鑽孔

122．．．擠壓孔

124．．．上游面

126．．．下游面

128．．．刀片裝配

130．．．刀轂

131．．．擠壓孔延伸部

132．．．熱氣袋或氣室

133．．．中央圓形凹進處或空腔

134．．．凸起的圓形脊

135．．．孔突出

136．．．嵌件本體

138．．．圓形蓋板

139．．．孔

140．．．焊件

142．．．焊件

144．．．通風管

146．．．輻射電加熱器

166．．．圈起區域

168．．．末梢端

170．．．末梢端

176．．．柱坑鑽

182．．．架狀突出物

184．．．外圍邊緣

186．．．錐坑區

188．．．架狀突出物

190．．．錐形側壁

192．．．錐形側

200．．．模板總成

205．．．模板外部環

208．．．嵌件

216．．．頭錐

218．．．螺紋鑽孔

220．．．螺紋鑽孔

224．．．上游面

250．．．電阻線圈

252．．．環形凹進處或空腔

303．．．脊

302．．．孔突出

304．．．擠壓孔

306．．．擠壓孔

308．．．擠壓孔

310．．．擠壓孔

312．．．擠壓孔

314．．．擠壓孔

316．．．擠壓孔

318．．．擠壓孔

第1圖係一依照本發明之熱絕緣模板總成的第一實施例之示意性的垂直截面圖，其中該總成係一單體結構。

第2圖係一放大示意性的垂直截面圖，更詳細地說明第1圖中實施例之上方擠壓孔的周圍組件。

第3圖係第1圖中所示之模板總成部分切掉之透視圖，說明眾多組件之聯結。

第4圖係一依照本發明熱絕緣模板總成之第二實施例的示意性垂直截面圖，其中該總成係一雙片結構，包括一可移除之中央模嵌件以及模板外部環。

第5圖係示意性垂直切掉第4圖中所示模板總成之可移除中央嵌件的半側之透視圖。

第6圖係第5圖中所示組件之放大圖，詳細說明該凸起的圓形脊和該孔突出周圍之氣室。

第7圖係第4圖中所示模總成之可移除中央嵌件之一半示意性的頂面透視圖，顯示凸起的圓形脊和與之相關的孔突出的設計。

第8圖係一蓋板示意性的底面透視圖，當翻面後，可裝配在第7圖中所示可移除之中央嵌件的頂面上，以形成第4圖中所示模板總成之氣袋或氣室。

第9圖係一放大示意性的垂直截面圖，顯示第8圖之蓋板裝配在第7圖所示可移除之嵌件上，其等在該蓋板之四周外圍和擠壓孔四周適當位置和該蓋板之下游表面上硬面焊接。

第10圖係相似於第4圖熱絕緣模板總成之分解示意性的垂直截面圖，其中該可移除之中央嵌件包括一分離的中央加熱線圈。

第11a-g圖係一合成透視圖，說明多種用於本發明加熱傳導突出之結構。

12．．．入口外殼

14．．．過道

16．．．頭錐

10．．．晶粒模板

18．．．螺紋鑽孔

20．．．螺紋鑽孔

22．．．擠壓孔

24．．．上游面

26．．．下游面或晶粒面

28．．．切割刀片

30．．．切割刀轂

31．．．擠壓孔延伸部

32．．．氣袋或氣室

36．．．晶粒模板本體

38．．．蓋板

Claims (19)

1. 一種用於造粒機之熱絕緣擠壓模板總成，包括複數擠壓孔，穿過其中製程熔體於一切割面被擠壓出成一線束並透過一移動切割總成被切割成顆粒，該總成包含：(a)一模板本體，在其下游面具有一被切割以於該下游面形成一中央定位之凹進處或空腔之中央部分；(b)擠壓孔延伸部之至少一環，其延伸穿過該空腔；(c)一蓋板，其尺寸大小合於該空腔且具有與該等擠壓孔配合之開口，經由其處以形成該切割面，該蓋板係接附至該空腔上方之該模板本體；該蓋板與該空腔形成並界定一熱絕緣中央定位之氣室於鄰近該切割面並環繞該等孔延伸部之該總成中；以及(d)至少一連接該氣室與周圍大氣之空氣通風管，該通風管可平衡該氣室與該模板總成外側之大氣，以避免真空形成及/或壓力內建。
2. 如請求項1之總成，其中該模板本體係一單體結構，藉由電阻、感應、蒸氣、和熱傳流體中之至少一者進行熱調節。
3. 如請求項1之總成，其中該模板本體係一雙片結構，包括一可移除之嵌件與一模板外部環，藉由電阻、感應、蒸氣、或熱傳流體中之至少一者進行熱調節。
4. 如請求項3之總成，其中該可移除之嵌件與該模板外部環係獨立地藉由電阻、感應、蒸氣、或熱傳流體中 之至少一者進行熱調節。
5. 如請求項1之總成，其中該切割面係一凸起的環形平面，穿透其中有許多擠壓孔以及一在該凸起的環形平面之每一側周圍之較低的外圍的平面，該凸起的環形平面係至少約0.025毫米高於該較低的外圍的平面。
6. 如請求項1之總成，其中該切割面具有一應用於其上之表面處理，該表面處理包括下列中之至少一者：氮化、碳氮化、電鍍、無電鍍、無電鎳分散處理、包括高速應用的火焰噴灑、熱噴灑、電漿處理、電解電漿處理、燒結、粉體塗裝、真空沉積、化學蒸氣沉積、物理蒸氣沉積、濺鍍技術以及噴灑塗裝。
7. 如請求項1之總成，其中該蓋板具有一擴孔(counter-bore)，其符合該等擠壓孔延伸部之一外形，以進一步界定該熱絕緣氣室，且其中該等擠壓孔延伸部係配置成一與該模板本體連續並一體之凸起的圓形脊以及自該凸起的脊延伸至該蓋板之個別的孔突出，該凸起的圓形脊係配置來通道加熱該等孔突出，且該蓋板之擴孔之尺寸係被調整使得該熱絕緣氣室跟隨該凸起的圓形脊之外廓。
8. 如請求項1之總成，其中該蓋板含有多數圓周的擴展溝槽呈錯綜與交替組態於雙面上。
9. 如請求項7之總成，其中該蓋板係於該蓋板中之該等開口處被焊接地接附至該等孔突出的末梢端。
10. 如請求項7之總成，其中該等孔突出係被排列為成群、成叢、與成串中之至少一者的多數擠壓孔穿透。
11. 如請求項7之總成，其中該等孔突出可為至少一幾何形狀，包括橢圓形、圓形、正方形、三角形、矩形、多角形、或其等之組合，可被排列成同心地交替、錯縱、直線或其等之組合，可平行於該切割面之弧或垂直於該弧，且可為腎形或逗號形組態。
12. 一種造粒機，其具有一熱絕緣擠壓模板總成，包括複數之擠壓孔，穿過其中製程熔體於一切割面被擠壓出成一線束並透過一移動切割總成被切割成顆粒，該模板總成包含：(a)一模板本體，在其下游面具有一被切割以於該下游面形成一中央定位之凹進處或空腔之部分；(b)一蓋板，其係合於該空腔，該蓋板與該空腔形成且界定一熱絕緣氣室於鄰近該切割面之該總成中；以及(c)擠壓孔延伸部之至少一環，其包圍該等擠壓孔，穿過其中該製程熔體自該模板本體被攜至該蓋板中之開口以形成該切割面，該等擠壓孔延伸部係配置成一與該模板本體連續並一體之凸起的圓形脊以及自該凸起的脊延伸並焊接至鄰近該等蓋板開口之該蓋板之個別的孔突出。
13. 如請求項12之造粒機，其中該熱絕緣氣室係平衡地排氣至該模板總成外側之大氣中。
14. 如請求項12之造粒機，其中包括該切割面之該蓋板的一外側表面具有至少一抗化學、防蝕、抗磨、或耐磨表面處理應用於其上。
15. 如請求項12之造粒機，其中該造粒機係一水下造粒機。
16. 如請求項12之造粒機，其中該凸起的圓形脊係配置來通道加熱該等孔突出，且其中該蓋板具有一擴孔，其符合該等擠壓孔延伸部之一外形，且其尺寸係被調整使得該熱絕緣氣室跟隨該凸起的圓形脊之外廓。
17. 如請求項12之造粒機，其中該蓋板與該等孔突出包括互補的對抵表面，其中該等孔突出係被焊接至鄰近該等蓋板開口之該蓋板。
18. 一種造粒機，具有如請求項1所述之模板總成。
19. 如請求項18之造粒機，其中該造粒機係一水下造粒機。