Способ и устройство для непрерывного литья и получения гранул из нитей из термопластичного материала



Способ и устройство для непрерывного литья и получения гранул из нитей из термопластичного материала
Способ и устройство для непрерывного литья и получения гранул из нитей из термопластичного материала

 

B01J2/00 - Способы и устройства для гранулирования материалов вообще (гранулирование металлов B22F 9/00, шлака C04B 5/02, руд или скрапа C22B 1/14; механические аспекты обработки пластмасс или веществ в пластическом состоянии при производстве гранул, например гидрофобные свойства B29B 9/00; способы гранулирования удобрений, отличающихся по химическому составу см. в соответствующих рубриках в C05B-C05G; химические аспекты гранулирования высокомолекулярных веществ C08J 3/12); обработка измельченных материалов с целью обеспечения их свободного стекания вообще, например путем придания им гидрофобных свойств

Владельцы патента RU 2518608:

АУТОМАТИК ПЛАСТИКС МАШИНЕРИ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к способу непрерывного литья и получения гранул из нитей из термопластичного материала. Устройство для непрерывного литья содержит сопловую головку, имеющую множество сопел, орошаемое водой направляющее устройство для охлаждения и проведения полимерных нитей, выходящих из сопел, через подающие валики ко входу режущего инструмента гранулятора для измельчения полимерных нитей с образованием гранул. Полимерные нити, выходящие из сопел, имеют высокий градиент скорости в пространственно центральной области сопел по направлению от внутренней поверхности сопел к центральной области сопел, где скорость потока составляет по меньшей мере 100 м/мин. Из-за формы сопел произвольно вырезанный сегмент объема, имеющий определенный относительно большой диаметр в области перед соплами, значительно растягивается в продольном направлении после входа полимерных нитей в сопла, и поэтому его диаметр уменьшается, и при этом преобразуется в соответствующий сегмент объема, и в такой форме проходит через сопла, где его поверхность испытывает значительное растяжение. Полимерные нити расширяются, так что толщина сегмента объема увеличивается, но эффект кристаллизации на поверхности сегмента, обусловленный действием сужения в соплах, не утрачивается. Изобретение обеспечивает снижение склеивания гранул из нитей из термопластичного материала. 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к устройству для непрерывного литья и получения гранул из нитей из термопластичного материала, которое содержит сопловую головку со множеством сопловых отверстий, имеющих диаметр не более 4 мм, и орошаемое водой направляющее устройство, предназначенное для охлаждения и проведения нитей из термопластичного материала от соплового отверстия через подающие валики к входу режущего инструмента, который измельчает нити из термопластичного материала с получением гранул длиной примерно 2-3 мм.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Устройство такого рода описано и изображено в публикации заявки на патент US 2004/0164443 А1.

При гранулировании нитей из полимерного материала, в частности - из ПЭТ (полиэтилентерефталата), с помощью такого или аналогичного устройства всегда возникает проблема, связанная с тем, что поверхность гранулята после выхода из гранулятора обладает определенной клейкостью, что можно объяснить, главным образом, тем, что поверхность гранулята недостаточно охлаждена или кристаллизована. Охлаждение гранулята зависит от различных производственных условий на протяжении этих устройств и часто является трудно управляемым из-за самопроизвольного изменения этих производственных условий. Поэтому в основе изобретения лежит задача значительно снизить клейкость гранулята.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Эта проблема решена за счет особой конструкции вышеупомянутого устройства, которое отличается тем, что скорость потока расплава при охлаждении нитей по мере их перемещения от сопел через направляющее устройство к подающим валикам режущего инструмента увеличивается от по меньшей мере 100 м/мин в пространственно центральной области сопловых отверстий настолько, что режущий инструмент разрезает нити с частотой резания более 2000 разрезов/с.

За счет конструкции устройства согласно настоящему изобретению получают, прежде всего - из-за относительно малого диаметра сопловых отверстий, особенно высокую скорость потока расплава в пространственно центральной области сопловых отверстий, которая в сопловом отверстии снижается по направлению к его стенкам до нуля, что приводит к тому, что нити уже во время протекания через сопловые отверстия испытывают большие продольно ориентированные внутренние напряжения, которые приводят к преждевременному образованию зародышей и кристаллизации полимерного материала, прежде всего - а поверхности нитей. Эта тенденция дополнительно поддерживается тем, что из-за соответствующего натяжения нитей перед гранулятором скорость подачи нитей повышается настолько, что гранулятор должен разрезать нити с особенно высокой частотой резания, чтобы производить стандартный гранулят длиной примерно 2,0-3,0 мм. На пути между сопловыми отверстиями и входом в гранулятор натяжение полимерных нитей из-за особенно высокой скорости движения нитей еще больше увеличивается, так что и в этой области возникает эффект преждевременной кристаллизации нитей на их поверхности.

Эти эффекты приводят к тому, что поверхность нитей и, естественно, полученного из них гранулята на ранней стадии кристаллизуется настолько, что их тенденция к склеиванию практически полностью утрачивается.

Использованный способ отличается тем, что нити, выходящие из сопловых отверстий, из-за малого диаметра сопловых отверстий, а именно - не более 4 мм, проявляют высокий градиент скорости в области сопловых отверстий по направлению от внутренней поверхности сопловых отверстий к внутренней зоне при скорости, равной по меньшей мере 100 м/мин, следствием чего являются сильное растяжение полимерных нитей по поверхности и быстрая кристаллизация в этой области, и дополнительное растяжение полимерных нитей за счет втягивания нитей в гранулятор с высокой скоростью, следствием чего является дополнительное растяжение поверхности полимерных нитей и ее кристаллизация вплоть до гранулятора, который благодаря высокой скорости подачи при сохранении максимальной длины гранулята, равной примерно 3 мм, разрезает полимерные нити с очень высокой частотой резания, превышающей 2000 разрезов/с.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На рисунках изображен пример осуществления настоящего изобретения. На рисунках изображено следующее:

Фиг.1 - принципиальная конструкция устройства для получения полимерных гранул в соответствии с содержанием заявки на патент Германии DE 19739747.6, с прямолинейным движением полимерных нитей после выхода из сопел и прямолинейной подачей смеси гранулята и воды.

Фиг.2 - поведение полимерного материала по мере его движения от места образования нитей до входа в гранулятор.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1 изображает вид сбоку устройства для получения гранул из полимерных нитей, которое принципиально изображено и описано в публикации DE 19739747 1. Разумеется, что на Фиг.1 ход полимерных нитей выпрямлен на всем пути до входа в гранулятор, и смесь гранулята/воды перемещается по прямой линии. Полимерные нити 4 выходят из сопловой головки 1, в которой из соображений упрощения рисунка показано только одно сопловое отверстие 2. Из соплового отверстия 2 выходит полимерная нить 4, которую вначале направляют к пусковому клапану 5, а от него - к направляющему устройству 6, на которое направлены распылительные сопла 7, предназначенные для распыления охлаждающей воды. После направляющего устройства 6 нити 4 проходят через пару подающих валиков 8 и 9, благодаря которым нити 4 ускоряются до высокой скорости подачи, за счет чего нити 4 вдоль направляющего устройства 6 испытывают соответствующее растяжение. Затем подающие валики 8 и 9 направляют нити 4 к режущему инструменту 10, который имеет известную форму ножевого вала и который разрезает нити 4 с частотой резания более 2000 разрезов/с с получением гранул, которые затем удаляются из корпуса 11 гранулятора вертикально вниз в форме гранулята 12.

Фиг.2 представляет собой принципиальное изображение нити 4, выходящей из области сопловой головки 1 через сопло 2, и хода нити 4, вышедшей из сопла 2, до ее обработки режущим инструментом 10. Из этого рисунка видно, что преднамеренно вырезанный для разъяснения принципа работы устройства сегмент объема 12а в области перед соплом 2 имеет определенное относительно большое поперечное сечение, а на входе нити 4 он значительно растягивается в продольном направлении и поэтому его диаметр уменьшается, что можно видеть на соответствующем сегменте объема 12b, в который преобразуется сегмент объема 12а. В этой форме сегмент объема 12b проходит через отверстие сопла 2, где его поверхность испытывает значительное растяжение. После выхода из соплового отверстия 2 нить 4 снова расширяется, при этом толщина сегмента объема 12 с, в который преобразуется сегмент объема 12b, снова увеличивается, но эффект кристаллизации на поверхности сегмента, обусловленный действием сужения в сопловом отверстии 2, не утрачивается. На дальнейшем пути вдоль направляющего устройства 6 (см. Фиг.1) этот сегмент объема снова подвергается значительному растяжению из-за высокой скорости подачи в режущий инструмент 10, обусловленной подающими валиками 8, при этом сегмент объема 12d снова приобретает более удлиненную форму по сравнению с сегментом объема 12с, в которой он затем будет разрезан с высокой скоростью резания более 2000 разрезов/с с получением гранулята 12, причем сегмент объема 12d подвергается дополнительному значительному растяжению, что, соответственно, еще больше интенсифицирует кристаллизацию полимера на поверхности отдельных нитей 4. Поэтому из гранулятора 11 выходят гранулы, дополнительно кристаллизованные на поверхности, тенденция которых к склеиванию значительно снижена из-за сильной кристаллизации на их поверхности.

Способ непрерывного литья и получения гранул из нитей (4) из термопластичного материала с использованием устройства для непрерывного литья и получения гранул из нитей (4) из термопластичного материала, содержащего:
- сопловую головку (1), имеющую множество сопел (2), каждое из которых имеет диаметр не более 4 мм, и
- орошаемое водой направляющее устройство (6) для охлаждения и проведения полимерных нитей (4), выходящих из сопел (2), через подающие валики (8, 9) к входу режущего инструмента (10) гранулятора (11) для измельчения полимерных нитей (4) с образованием гранул (12),
в котором скорость подачи нитей (4) повышается настолько, что на пути между соплами (2) и входом в гранулятор (11) полимерные нити (4) растягиваются вследствие высокой скорости входа полимерных нитей (4) в гранулятор (11), следствием чего являются растяжение поверхности полимерных нитей (4) и их кристаллизация по мере перемещения к режущему инструменту (10), причем, благодаря высокой скорости подачи при сохранении максимальной длины гранулы, примерно равной 3 мм, полимерные нити (4) разрезают с получением гранул (12) с очень высокой скоростью резания, превышающей 2000 разрезов/с,
отличающийся тем, что
полимерные нити (4), выходящие из сопел (2), из-за малых размеров соплового отверстия, а именно диаметра не более 4 мм, и длины сопла большей, чем его диаметр, имеют высокий градиент скорости в пространственно центральной области сопел (2) по направлению от внутренней поверхности сопел (2) к центральной области сопел, где скорость потока составляет по меньшей мере 100 м/мин, следствием чего являются сильное растяжение поверхности полимерных нитей (4) и быстрая кристаллизация в этой области, причем из-за формы сопел (2) произвольно вырезанный сегмент объема (12а), имеющий определенный относительно большой диаметр в области перед соплами (2), значительно растягивается в продольном направлении после входа полимерных нитей (4) в сопла (2), и поэтому его диаметр уменьшается, и при этом преобразуется в соответствующий сегмент объема (12b), и в такой форме проходит через сопла (2), где его поверхность испытывает значительное растяжение, и
при этом полимерные нити (4) снова расширяются, так что толщина сегмента объема (12с), в который преобразуется сегмент объема (12b), увеличивается, но эффект кристаллизации на поверхности сегмента, обусловленный действием сужения в соплах (2), не утрачивается.



 

Похожие патенты:

Гранулирующий шнековый пресс относится к устройствам переработки высококонцентрированных полидисперсных композиций с повышенной вязкостью методом проходного прессования и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Гранулирующий шнековый пресс для формования катализаторных паст относится к области экструзионного формования высококонцентрированных дисперсных, преимущественно жестких паст с получением зерен различных типоразмеров в технологии катализаторов, сорбентов, а также может быть использован в других отраслях промышленности: химической, пищевой и др.

Изобретение относится к устройству для гранулирования горячих кусочков, в частности, термопластического синтетического материала, в котором прутки расплавленного экструдером материала разрезаются на гранулы вращающимися ножами, которые расположены на валу, приводимом в движение мотором.

Изобретение относится к способам непрерывного изготовления вспениваемых гранул на основе термопластичных полимеров. .

Изобретение относится к способу получения полиамида 6 или сополиамидов согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также устройству для получения полиамида 6 или сополиамидов согласно ограничительной части пункта 9 формулы изобретения.

Изобретение относится к композиции из сложных полиэфиров и полиамидов для получения изделий, таких как листы, пленки, волокна, бутылки или детали, полученные литьем под давлением.

Изобретение относится к способу производства по существу цилиндрических гранул термопластичных полимеров, выходящих из экструзионной головки с водяной завесой. .

Изобретение относится к способу получения эластомера из раствора полимера. Способ получения эластомера в твердой фазе из раствора соответствующего полимера включает: a) возможное предварительное концентрирование полимера раствора полимера, извлекаемого из системы получения, путем резкого понижения давления; b) проведение концентрирующей отпарки раствора полимера, возможно после предварительного концентрирования, с помощью водяного пара в перемешивающем устройстве, включающем внутренние подвижные перемешивающие детали, при отсутствии теплопередачи в виде теплоты трения; c) проведение выпаривания остаточного растворителя из концентрированной полимерной фазы, поступающей со стадии (b), в по меньшей мере одном устройстве, включающем внутренние подвижные детали, при этом тепло для выпаривания обеспечивают как в виде механической энергии указанных подвижных деталей, передаваемой концентрированному раствору полимера в виде теплоты трения, так и потоками пара.

Изобретение относится к продукционным системам для хранения смесей. Предложенная продуктовая система содержит по меньшей мере один пористый носитель, по меньшей мере одно действующее вещество, введенное в пористый носитель, и по меньшей мере одну защитную систему.

Изобретение относится к области открытия способа (технологического процесса) получения твердых кристаллов/гранул вещества динатриевой соли кремниевой кислоты пятиводной, шестиводной, девятиводной (натрия метасиликата, торговое название) из такого сырья, как диоксид кремния (кварц, а также любое кремнесодержащее сырье, кремневые отходы иных производств) и карбоната натрия (соды кальцинированной - торговое название).

Изобретение относится к технологии производства сорбентов с использованием природного глауконита. .

Изобретение относится к средствам переработки продуктов природных ресурсов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, а также для создания экологически чистых энергетических и транспортных установок.
Проппант // 2442639
Изобретение относится к производству проппантов, применяемых при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта. .
Изобретение относится к технике получения галургического хлористого калия из сильвинитовых руд методом растворения-кристаллизации. .
Изобретение относится к технике получения гранулированного хлористого калия, полученного, например, растворением сильвинитовых руд, кристаллизацией хлористого калия из насыщенного осветленного раствора, его выделением и сушкой с последующим гранулированием.

Изобретение относится к устройствам получения частиц нанометрового размера, которые находят применение в различных отраслях науки и техники, в частности металлические наноструктуры рассматриваются в качестве перспективного материала для создания новых сенсорных, электронных и оптоэлектронных приборов, а также при разработке новых типов высокоселективных твердотельных катализаторов.

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к производству гранулированного удобрения преимущественно из отходов производства, например дефекта сахарных заводов или смеси дефекта и чернозема, смываемого с корнеплодов свеклы. Устройство для гранулирования удобрений, содержащее цилиндрическую емкость со штуцером для вывода готового продукта и подвода теплоносителя через форсунки, разделенную на загрузочную камеру со шнеком и камеру сушки гранул посредством классификатора в виде решетки из биметалла и отверстиями в форме усеченного конуса с большим основанием в сторону плоского ножа, установленный под решеткой плоский нож с приводом вращения. Причем привод вращения снабжен регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт и регулятором давления с датчиком давления. Регулятор давления включает блок сравнения и блок задания. Внутренняя поверхность лопасти шнека термически покрыта металлической сеткой с коэффициентом теплопроводности в 2,0 раза выше коэффициента теплопроводности основного металла лопасти для создания эффекта термовибрации. Изобретение позволяет поддерживать заданное качество гранулирования удобрения в условиях изменения размеров гранул при эксплуатации устройства. 3 ил.
Наверх