NL7908643A - Inrichting voor het verwerken van materialen. - Google Patents

Description

N/29.358-tM/f.

* i* USM Corporation, Farmington, Connecticut, Verenigde Staten van Amerika.

Inrichting voor het verwerken van materialen.

Eë uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verwerken van materialen, die vloeibaar . zijn of in de loop van de verwerking kunnen worden omgezet in de vloeibare toestand. De inrichting is bijzonder ge-5 schikt voor het verwerken van visceuze vloeibare plastische of polymere materialen.

De essentiële onderdelen van een afzonderlijke ringvormige basisverwerkingsdoorgang volgens de bekende stand van de techniek omvatten een roteerbaar element, 10 dat ten minste ëën ringvormig verwerkingskanaal draagt en een stilstaand element, dat een coaxiaal oppervlak heeft, dat samenwerkt met het kanaal om een gesloten verwerkings-doorgang te vormen. Het stilstaande element heeft een inlaat voor het toevoeren van materiaal aan de doorgang voor 15 verwerking en een uitlaat, die een belangrijk deel van de omtreksafstand om de verwerkingsdoorgang verwijderd ligt van de inlaat voor het afvoeren van het verwerkte materiaal uit de doorgang. Een onderdeel met een materiaalverzameleindwand ligt in de doorgang bij de uitlaat voor het tegenhouden van 20 de beweging van materiaal in de doorgang en om samen te werken met de roterende kanaalwanden voor het verkrijgen van een relatieve beweging tussen het materiaal en de kanaal-zijwanden die naar de uitlaat roteren. Deze bijzonder samenwerking maakt het mogelijk, dat alleen vloeibaar materiaal 25 in contact met de zijwanden van het roterende kanaal voorwaarts worden meegesleept naar de materiaalverzameleindwand voor een geregelde verwerking en/of afvoer.

In de bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm volgens de bekende stand van de techniek zijn de essen-30 tiële onderdelen van de verwerkingsinrichting zo uitgevoerd, dat het roteerbare kanaaldragende element kan roteren in een stilstaand huis of kamer (het stilstaande element). Het verwerkingskanaal en bij voorkeur een aantal verwerkingskanalen zijn gevormd in het cylindrisehe oppervlak van een rotor, 35 waarbij elk kanaal tegenovergestelde zijwanden heeft, die 7908643 * .

-2- zich binnenwaarts vanaf het rotoroppervlak uitstrekken. Het stilstaande huis of de kamer heeft een inwendig cylindrisch oppervlak, dat het samenwerkende coaxiale oppervlak vormt, dat samen met het ringvormige verwerkingskanaal een gesloten ver-5 werkingsdoorgang vormt.

De bekende werkwijze en inrichting dienen voor het transporteren van vaste stoffen, smelten of plastificeren van plastisch of polymeer materiaal,, het transporteren, verpompen of onderdruk zetten van visceus vloeibaar materiaal, 10 het mengen, dispergeren en homogeniseren van materiaal en het ontgassen en/of veroorzaken van moleculaire of microscopische of macroscopische structuurveranderingen door chemische reacties zoals polymerisatie.

Een verdere ontwikkeling met betrekking tot 15 een roterende verwerkingsmachine voor het verwerken van plastische of polymere materialen omvat in wezen een aantal ringvormige verwerkingsdoorgangen, die zijn gevormd zoals hierboven is beschreven door een roterend element, dat kanalen draagt en een stilstaand element, dat een samenwerkend opper-20 vlak heeft. De ringvormige verwerkingsdoorgangen zijn echter uitgevoerd voor het verschaffen van een aantal trappen, waarin het verwerkte materiaal van ëên of meer verwerkingsdoorgangen wordt overgebracht naar één of meer volgende verwerkingsdoorgangen via inwendige overbrengmiddelen, die zijn gevormd in 25 het coaxiale oppervlak van het stilstaande element.

Meertrappige roterende verwerkingsmachines van het hierboven bedoelde type zijn bijzonder geschikt voor het uitvoeren van achtereenvolgende bewerkingen zoals smelten, mengen en onderdruk zetten van materialen en variaties 30 daarvan alsmede andere verwerkingen. Er bestaat echter een behoefte aan een compacte, eenvoudige, betrekkelijk goedkope en ongecompliceerde roterende verwerkingsmachine, die bijvoorbeeld dienst kan doen als pomp, waaraan materiaal op eenvoudige wijze, bijvoorbeeld door de zwaartekracht, kan wor-35 den toegevoerd en onder druk kan worden gezet en bij hoge druk. kan worden af gevoerd.

De uitvinding is op deze behoefte gericht en verschaft een onverwacht doelmatige inrichting om aan deze behoefte- te voldoen.

40 De onderhavige uitvinding verschaft.een verbe- 7808543 •Λ -3- terde. verwerkingsinrichting, die in het bijzonder geschikt is voor het verpompen van plastische of polvmere materialen. In wezen omvat de inrichting volgens de uitvinding een roterende verwerkingsmachine met ten minste twee ringvormige verwerkings-5 doorgangen, die zijn aangebracht voor opvolgende verwerkings-trappen. Doorgangen zijn gevormd door een roteerbaar element/ dat ten minste twee kanalen draagt en een stilstaand element, dat een coaxiaal oppervlak heeft, dat samen met de kanalen de ringvormige verwerkingsdoorgangen vormt. Aanvullende bijzon-10 derheden, die verband houden met het stilstaande element van elk kanaal zijn een inlaat en een uitlaat, die op een afstand . van elkaar liggen en een onderdeel, dat bij de uitlaat ligt en een materiaalverzameleindwand vormt. Een van de doorgangen is een primaire verwerkingsdoorgang met middelen voor het ver-15 schaffen van een opneemcapaciteit, die de doorzetcapaciteit van de doorgang overschrijdt. De tweede doorgang is aangebracht naast de primaire doorgang en kan op geschikte wijze worden omschreven als een verdere verwerkingsdoorgang, daar middelen zijn aangebracht om het in de primaire doorgang 20 verwerkte materiaal over te brengen naar de tweede doorgang voor verdere verwerking.

In de inrichting volgens de uitvinding is de geometrie van elk van de twee doorgangen gekozen om verschillende afleverdrukeigenschappen voor elke doorgang te 25 verschaffen. De primaire verwerkingsdoorgang is betrekkelijk breed voor een optimale toevoer en ontwikkelt een betrekkelijk lage afvoerdruk, die voldoende is om het materiaal over te brengen naar de verdere verwerkingsdoorgang. Daarentegen is de verdere doorgang betrekkelijk nauw in breedte en ontwikkelt 30 deze betrekkelijk hoge afvoerdrukken. De relatieve opstelling van de elementen in combinatie met de bijzondere kenmerken van de elementen, zoals de opneemcapaciteit van de primaire doorgang, de relatieve geometrie die is gekozen voor de primaire en verdere verwerkingsdoorgangen en de overbrengmidde-35 len tussen de doorgangen werken samen voor het verschaffen van een nieuwe regelsamenwerking, zodat de inrichting verwerkt materiaal kan afleveren met een gelijkmatige snelheid en druk ondanks variaties in de materiaaltoevoer aan de inrichting .

40 De uitvinding zal hierna worden toegelicht :903543 *· -4- aan de hand van de tekening.

Fig. 1 is een perspectivisch aanzicht van een roterende verwerkingsmachine volgens de uitvinding/ gedeeltelijk in doorsnede en met weggebroken gedeelten.

5 Fig. 2 is een vereenvoudigde schematische doorsnede van de roterende verwerkingsmachine volgens de lijn II-II van fig. 1.

Fig. 3 is een vereenvoudigde schematische doorsnede volgens de lijn III-III van fig. 5 en toont de be- 10 wegingsbaan van het materiaal door een primaire verwerkings-doorgang.

Fig. 4 is een vereenvoudigde schematische doorsnede volgens de lijn IV-IV van fig. 5 en toont de bewe-gingsbaan door een verdere verwerkingsdoorgang.

15 Fig. 5 is een vereenvoudigde schematische doorsnede volgens de lijn V-V van fig. 4 en toont de mate-riaalbewegingsbaan van de inlaatopening door een primaire verwerkingsdoorgang, vervolgens door een overbrengdoorgang en door een verdere verwerkingsdoorgang naar de afvoer.

20 Fig. 6 is een vereenvoudigd^ doorsnede van een primaire verwerkingsdoorgang en toont ruimtelijke verbanden tussen bepaalde onderdelen van de doorgang.

Fig. 7 is een doorsnede volgens de lijn VII- VII van fig. 6.

25 Fig. 8 is een vereenvoudigde doorsnede van een verdere verwerkingsdoorgang en toont Ruimtelijke verbanden tussen bepaalde onderdelen van de doorgang.

Fig. 9 is een doorsnede volgens de lijn IX- IX van fig. 8.

30 De meertrappige roterende verwerkingsmachine volgens de uitvinding is bijzonder nuttig als pomp voor vis-ceuze vloeistoffen en is in die vorm afgebeeld in fig. 1-5.

Zoals daar is afgebeeld omvat de inrichting een roteerbaar element met een rotor 12, die is gemonteerd op 35 de aandrijfas 15 voor rotatie binnen een stilstaand element met een^huis 14. De rotor 12 is geconstrueerd met cylindrische oppervlaktedelen 20 met een aantal verwerkingskanalen 24, 26, 28 en 30, die elk tegenoverliggende zijwanden 34 hebben, die zich binnenwaarts uitstrekken vanaf het oppervlaktedeel 20.

40 Middelen voor het roteren van de rotor 12 7908643 -5- zijn niet afgeheeld maar kunnen van elk geschikt type zijn, zoals gewoonlijk wordt toegepast voor roterende extruders of soortgelijke polymere verwerkingsapparatuur en zoals bekend zijn aan de deskundigen op dit gebied. Het huis 14 van het 5 stilstaande element vormt een cylindrisch oppervlak 22, dat 20 coaxiaal is met en samenwerkt met oppervlaktedelen van de rotor 12 om met de kanalen 24, 26, 28 en 30 gesloten ringvormige verwerkingsdoorgangen te vormen.

Het afgebeelde stilstaande element heeft een 10 inlaatopening 36 voor het toevoeren van materiaal aan de verwerkingsinrichting. Met het stilstaande element (huis 14) zijn inwendige overbrengkanalen 40 verbonden (fig. 3, 4 en 5) die de kanalen 24 en 26 resp. de kanalen 30 en 28 verbinden.

De inlaat 36 ligt bij voorkeur zover als practisch mogelijk 15 is vanaf het kanaal 40. De kanalen 40 brengen het verwerkte materiaal over naar de kanalen 26 en 28 voor verdere verwerking en afvoer door een gemeenschappelijke uitlaat 46. In elk kanaal strekt zich een onderdeel 32 uit, dat een materiaalver-zameleindwand 31 vormt en schraperdelen in dichte ligging ten 20 opzichte van de zijwanden 34 van elk kanaal. Elk onderdeel 32 heeft een vorm, die complementair is aan en nauwkeurig past bij het kanaal, waarin het zich uitstrekt en kan radiaal zijn aangebracht of volgens een andere geschikte hoek in afhankelijkheid van het materiaal en de gewenste behandeling. In de 25 kanalen 24 en 30 verzamelen de eindwanden 31 het materiaal voor overbrenging naar de kanalen 26 en 28. Anderzijds verzamelen in de kanalen 26 en 28 de oppervlakken 31 het materiaal voor afvoer door de uitlaat 46,

In de afgebeelde inrichting liggen de kanalen 30 24, 26, 28 en 30 en de onderdelen 32 axiaal symmetrisch ten opzichte van de rotor 12. Met andere woorden heeft het kanaal 24 aan het linker eind van de rotor 12 dezelfde afmeting en geometrie als het kanaal 30 aan het rechtereind en heeft het kanaal 26 dezelfde afmeting en geometrie als het kanaal 35 28. De inrichting kan dus worden beschouwd te zijn uitgevoerd in twee secties, een primaire verwerkingssectie aan elk eind van de rotor 12 en een verdere verwerkingssectie tussen de~bweë '—-— primaire secties voor het opnemen van materiaal uit de primaire secties voor verdere verwerking. Elke primaire en/of 40 de verdere verwerkingssecties kan een kanaal of een aantal ka-.

79 0 8 3 4 3· #· ' -6- nalen, die parallel werken, hebben. In de afgeheelde inrichting zijn de primaire secties eenvoudigheidshalve afgeheeld met maar één kanaal elk, maar het zal duidelijk zijn, dat de primaire secties en/of de verdere verwerkingssecties meerdere 5 verwerkingskanalen kunnen hebben.

Voor gebruik als pomp zullen de primaire kanalen 24 en 30 een geometrie met een betrekkelijk wijde spleet tussen de zijwanden 34 hebben voor gemakkelijke invoer van het te verwerken materiaal om deze kanalen te vullen. De verdere 10 kanalen 26 en 28 zullen echter een geometrie hebben met een betrekkelijk nauwe spleet tussen hun tegenoverliggende zijwanden 34 om een grotere pompwerking te verschaffen. Voor de beste prestatie-eigenschappen hebben de primaire verwerkingskanalen een zodanige geometrie en uitvoering, dat onder de 15 gekozen werkomstandigheden ze materiaal afleveren met een snelheid, die ten minste gelijk is aan de snelheid, waarmede het materiaal wordt verwerkt en afgevoerd uit de kanalen van de verdere verwerkingskanalen. Het zal duidelijk zijn, dat er meerdere onderling verbonden primaire verwerkingskanalen kun-20 nen zijn met zich axiaal uitstrekkende overbrengdoorgangen om materiaal te leveren voor het vullen van de verdere verwerkingskanalen .

Het kan belangrijk zijn om lekkage uit de kanalen in de legers in de eindwanden 18 van de verwerkings-25 machine 10 of uit het huis te verminderen. Om deze reden liggen de kanalen 24 en 30 bij voorkeur aan de einden 18 van de rotor 12 om te verzekeren, dat de laagste drukheerst in de eindkanalen om de lekkage minimaal te houden. De lekkage tengevolge van de hogere druk, die ontstaat in de nauwere cen-30 traal gelegen kanalen 26 en 28 wordt ten minste gedeeltelijk tegengewerkt door de druk, die ontstaat in de kanalen 24 en 30 in de afgeheelde constructie. De druk, die_ontstaat in de centrale kanalen 26 en 28 is althans nagenoeg hetzelfde, zodat er althans nagenoeg geen kracht is, die lekkage van êén van 35 deze centrale kanalen naar het andere veroorzaakt.

Zoals in fig. 2 is afgeheeld, is de speling 50 tussen het cylindrische oppervlak 20 van de rotor 12 en het inwendige oppervlak 22 van het huis 14 nauw, waardoor de lekkage minimaal kan worden gehouden. Het is echter gewoonlijk 40 wenselijk om hulpafdichtingsmiddelen te verschaffen om zoveel 7908643 -7- mogelijk de lekkage te verminderen.

Inwendige overbrengkanalen 40 (zie fig. 3, 4 en 5) zijn aangebracht voor het geleiden van het materiaal/ dat is verwerkt in de kanalen 24 en 30 en wordt afgeleverd 5 onder voldoende druk voor het geheel vullen van de kanalen 26 en 28. De inwendige overbrengdoorgangen 40 zijn bij voorkeur gesneden in het inwendige oppervlak 22 van het huis 14 -om. het materiaal van de éne doorgang naar de andere over te brengen.

10 Voor het overbrengen van het materiaal van een primair verwerkingskanaal strekt het bijbehorende over-gangskanaal 40 zich uit van een punt voor de wand 31 van het onderdeel 32 van het primaire verwerkingskanaal naar een punt, dat volgt op het onderdeel 32 in het verdere verwerkingskanaal 15 in de bewegingsrichting van de rotor 12. Elk overbrengkanaal 40 strekt zich schroeflijnvormig uit, als de onderdelen 32 in de verwerkingskanalen evenwijdig aan de as van de rotor 12 zijn uitgelijnd. Anders kunnen de kanalen 40 evenwijdig zijn aan de as van de rotor 12, als het onderdeel 32 in het verdere 20 verwerkingskanaal versprongen is ten opzichte van het onderdeel 32 in het primaire verwerkingskanaal in een richting, tegengesteld aan de rotatie van de rotor 12. Ook kunnen desgewenst uitwendige leidingen worden toegepast inplaats van de afgeheelde inwendige overbrengkanalen.

25 De baan van het verwerkte materiaal uit het kanaal 24 door het overbrengkanaal 40 naar het kanaal 26 is duidelijker afgeheeld in de doorsnede van fig. 5. Zoals daar is afgeheeld, wordt het door de zijwanden van het kanaal 24 meegesleepte materiaal verzameld tegen het eindwandoppervlak 30 31 van het onderdeel 32, waartegen het een druk ontwikkelt, en door deze druk wordt het materiaal geperst door het kanaal 40 om het kanaal 26 te vullen. In het kanaal 26 ontwikkelt zich een druk aan zijn eindwand 31 om het verder verwerkte materiaal door de uitlaat 46 te persen.

35 De inlaatopening 36 door het huis 14 vormt ^^=====^ een middel voor het toevoeren van polymeer materiaal voor verwerking uit een geschikt toevoerorgaan, dat kan bestaan uit een storbak of een andere bron van materiaal. In de bij voorkeur toegepaste inrichting volgens de uitvinding is de 40 inlaatopening 36 in de axiale richting langwerpig, zodat de 78 ö 3 o 4 3 ' -8- materiaaltoevoer open is naar of in verbinding staat met alle kanalen 24, 26, 28 en 30 Γ

Een inrichting met inlaatmiddelen, die geschikt zijn om het materiaal alleen aan het primaire kanaal 5 toe te voeren en niet in verbinding staan met de verdere ver-werkingskanalen, valt binnen het kader van de uitvinding.

Een dergelijke andere uitvoering van de inlaatmiddelen kan echter de totale afmeting van de inrichting aanzienlijk vergroten, in het bijzonder wanneer meerdere primaire verwer-10 kingskanalen aanwezig zijn. Bovendien worden bepaalde voordelen verkregen door de inlaatmiddelen in verbinding te stellen met de primaire en met de verdere verwerkingskanalen. Deze voordelen worden hierna toegelicht.

In fig. 4 staat de inlaat 36 ook in ver-15 binding met het kanaal 26 (en/of 28). Onder deze omstandigheden is het belangrijk, dat de inlaat 36 op een afstand ligt van het kanaal 40, waardoor het materiaal wordt overgebracht naar de kanalen 26 en 28. Deze afstand behoeft alleen voldoende te zijn zodat het materiaal in de afstand tussen de inlaat 20 36 en het kanaal 40 een weerstand tegen stroming heeft om een voldoende tegendruk te ontwikkelen om te verzekeren, dat het overgebrachte materiaal de kanalen 26 (en/of 28) geheel vult. Deze omtreksafstand moet echter niet aanzienlijk groter zijn dan die, welke nodig is om deze weerstand te 25 ontwikkelen, daar deze afstand de beschikbare omtreksafstand vermindert , waarin zich druk kan ophouwen in de kanalen 26 en 28 tot aan de eindwanden 31.

Weer verwijzend naar fig. 1, 2 en 3 is het binnenoppervlak 22 van het huis 14 over het grootste deel 30 van zijn uitgestrektheid cylindrisch maar is het voorzien van ondersnijdingen 42, die zich uitstrekken over de delen van de kanalen 24 en 30 naast de inlaat 36. De ondersnijdingen 42 hebben een breedte zodat hun zijwanden 44 zich uitstrekken over cylindrische delen 20 van de rotor 12 voor het vormen 35 van opneemkamers, die zijn bedoeld voor het verschaffen van een opneemcapaciteit, die de doorzetcapaciteit van elke primaire doorgang overschrijdt. Bij voorbeeld, wanneer 'ürisceus vloeibaar materiaal wordt toegevoerd door de inlaat 36, wordt de visceuze vloeistof meegesleept door het cylindrische opper-40 vlak 20 van de rotor 12 naar de kneep, waar het oppervlak van 7908643 -8a- de ondersnijdingen 42 het cylindrische oppervlak 20 van de rotor 12 nadert. Deze werking vergemakkelijkt het uitdrukken van het visceuze materiaal naar de kanalen 24 en 30. De ontworpen overmatige opneemcapaciteit is een bijdragende factor, 5 die zorgt dat de kanalen 26 en 28 van de verdere verwerkings-kanalen geheel zullen worden gevuld door het materiaal, dat wordt overgebracht naar deze verdere verwerkingskanalen uit de primaire verwerkingskanalen. De toepassing van brede kanalen voor de primaire verwerkingsdoorgang kan een overma-10 tige opneemcapaciteit verschaffen, maar de ondersnijdingen verdienen beslist de voorkeur voor deze functie. Het is echter belangrijk,dat de ondersnij.dingen 42 zich niet uitstrekken over de delen van de kanalen 26 en 28 tegenover de inlaat 36, daar de ondersnijdingen de lengte van de delen van de ka-15 nalen 26 en 28, die beschikbaar is voor het opbouwen van de druk, zouden verminderen.

Tijdens de werking van de inrichting volgens de uitvinding wordt visceus vloeibaar plastisch of polymeer materiaal toegevoerd door de inlaat 36 en, zoals 20 is toegelicht, door de ondersnijdingen 42 geperst in de kanalen 24 en 30.

Wanneer de rotor 12 draait wordt het materiaal in de kanalen 24 en 30 tegengehouden door de ver-zameleindwand 31 van het element 32, zodat de kanaalzijwanden 25 34 relatief ten opzichte van de materiaalmassa bewegen. Het materiaal in contact met de tegenovergestelde zijwanden 34 van de kanalen 24 en 30 wordt voorwaarts meegesleept door de zijwanden naar de wanden 31, waarbij zich een druk opbouwt, die het materiaal door het overbrengkanaal 40 in de kanalen 30 26 resp. 28 perst. Tengevolge van de tegendruk wegens de af stand van het kanaal 40 vanaf de inlaat 36, wordt het in de kanalen 26 en 28 afgevoerde materiaal samengepakt in de kanalen 26 en 28, zodat het materiaal de dwarsdoorsnede ervan geheel opvult. Het materiaal naast de tegenoverliggende zij-35 wanden 34 van de kanalen 26 en 28 wordt voorwaarts meegesleept door de zijwanden 34 naar de onderdelen 32, waarbij zich een druk opbouwt die het materiaal door een gemeenschappelijke uitlaat 46 perst.

Zoals is-vermeld worden aanvullende 40 voordelen verkregen in een inrichting, waarvan de inlaat 36 7903343 ' > 4 ' -9- in verbinding staat met alle primaire· en verdere verwerkings-doorgangen. Een belangrijk kenmerk van een inrichting met deze constructie is dat waar de toevoersnelheid van materiaal uit de kanalen 24 en 30 aan de kanalen 26 en 28 ten minste gelijk

3.3.H

5 is-of groter dan de snelheid, waarmede de kanalen 26 en 28 het overgebrachte materiaal kunnen opnemen,elke overmaat boven de hoeveelheid, die de kanalen 26 en 28 kunnen opnemen, zal ontsnappen naar de materiaalmassa in de inlaatopening 36. Als resultaat is de druk op het materiaal in de kanalen 26' en 28, 10 terwijl dit binnentreedt in de door het oppervlak 22 van het huis 14 afgedichte delen, althans nagenoeg hetzelfde als de druk, die bestaat in de inlaat 36. De druk in de inlaat 36 kan de atmosferische druk zijn of kan een hogere druk zijn als dit wenselijk is gebleken om de kanalen 24 en 30 te vullen. Dit 15 verzekert dat altijd de kanalen 26 en 28 geheel worden gevuld, maar niet zijn blootgesteld aan drukfluctuaties, die zouden worden veroorzaakt door fluctuatie in de snelheid, waarmede de kanalen 24 en 30 materiaal afleveren aan de geheel gesloten delen van de kanalen 26 en 28. Bij voorbeeld, wanneer een 20. fluctuatie of tijdelijke onderbreking optreedt in de kanalen 24 en 30 bij het afleveren van de vereiste hoeveelheid vis-ceuse" materiaal voor het vullen van de dwarsdoorsnede van de kanalen 26 en 28, heeft het visceuze materiaal in de inlaatopening 36 direct toegang tot de bloot gestelde delen van de 25 kanalen 26 en 28, zodat elk tekort bij het vullen van deze kanalen geheel kan worden aangevuld uit visceuze materiaal in de inlaat 36. Dit kenmerk verzekert, dat de kanalen 26 en 28 vol worden gehouden bij een constante begindruk, waardoor het mogelijk wordt, dat de kanalen 26 en 28 het verwerkte ma-30 teriaal door de uitlaat 46 afleveren met een constante hoeveelheid en druk*

De inrichting is tot dusver beschreven als een pomp voor materiaal, dat aanvankelijk visceus is op het tijdstip-?—Waarop het wordt toegevoerd aan de inlaatopening.

35 Het is echter ook mogelijk het materiaal in deeltjesvorm toe te voeren om het te smelten en te verpompen, mits middelen zijn aangebracht, die verhinderen, dat het deeltjesvormige materiaal of de omgesmolten materiaalkorrels worden toegevoerd of overgebracht in de kanalen 26 en 28. Bij het werken met 40 deeltjesmateriaal is het bijzonder belangrijk, dat de snel- 7908643 * -10- heid, waarmede de kanalen 24 en 30 gesmolten materiaal toevoeren aan de kanalen 26 en 28, voldoende is om te verzekeren/ dat het overmatige materiaal continu ontwijkt uit de kanalen 26 en 28 naar de inlaat 36 en terugkeert naar de 5 kanalen 24 en 30. Wanneer deze toevoersnelheid van materiaal naar de kanalen 26 en 28 wordt aangehouden, worden de korrels weggeveegd, zodat ze niet binnentreden in de kanalen 26 en 28- In het bijzonder bij het verwerken van materiaal, dat aanvankelijk deeltjesvormig is, is het belangrijk meerdere 10 primaire verwerkingskanalen toe te passen voor het verzekeren van het smelten van hars en het toevoeren van gesmolten materiaal aan een verder verwerkingskanaal om deze overmatige materiaaltoevoer te bereiken aan het verdere verwerkingskanaal of kanalen. Wanneer meerdere van dergelijke primaire verwer-15 kingskanalen worden toegepast als primaire verwerkingssectie, zal de materiaalinlaatopening zich over al deze kanalen uitstrekken en desgewenst ook over het verdere verwerkingskanaal of kanalen.

De volgende beschrijving heeft betrekking 20 op een inrichting volgens de uitvinding, die is ontworpen om te werken als pomp, die gesmolten polymeer materiaal, zoals gesmolten polyethyleen of polystyreen kan verwerken. De uitvoering wordt beschreven in verband met fig. 1-5, maar in het bijzonder met verwijzing naar fig. 6-9.

25 In wezen heeft de pomp soortgelijke construc- tiekenmerken en/of onderdelen als die welke is afgeheeld in fig. 1 en 2. Eén van de twee primaire verwerkingskanalen is aangebracht aan elk eind van de pomp, terwijl twee verdere verwerkingskanalen zijn aangebracht tussen de primaire ver-30 werkingskanalen. De inlaat 36 staat in verbinding met elk kanaal van de pomp en een toevoerorgaan (niet afgeheeld), dat onder invloed van de zwaartekracht visceus gesmolten polymeer kan toevoeren met een grotere snelheid dan de opneem-capaciteit van de primaire verwerkingskanalen, i~s—aangebraehtr-=^«= -35 bij de inlaat 36. Bij voorbeeld, zou een toevoerorgaan geschikt zijn, dat onder invloed van de zwaartekracht gesmolten polymeer materiaal kan toevoeren met een snelheid tot ongeveer 2500 kg/hr. Middelen voor het verhitten van het materiaal terwijl dit wordt verwerkt, kunnen ook zijn aangebracht.

40 Bij voorbeeld kunnen kamers zijn aangebracht aan de buitenzij- 7908643 / -ai de van elk kanaal, zodat een temperatuurregelfluïdum kan worden toegevoerd aan de kamers voor warmteoverdracht door de wanden van het kanaal.

Details met betrekking tot de vorm en voor 5 het illustreren van ruimtelijke en afmetingsverhoudingen tussen elementen van elk primair verwerkingskanaal zullen duidelijker worden bij verwijzing naar fig. 6 en 7. In het afgeheelde primaire verwerkingskanaal kan de kanaalstraal (Rp) liggen tus-sen ongeveer 175 mm en ongeveer 525 mm, terwijl de 10 asstraal R kan liggen tussen ongeveer 85 mm en ongeveer 260 s nn. De maximumbreedte 96 tussen de zijwanden van het primaire verwerkingskanaal kan liggen tussen ongeveer 6 mm en ongeveer 20 mm, terwijl de minimumbreedte 98 tussen de kanaalwanden kan liggen tussen ongeveer 3 mm en ongeveer 10 mm. De hoek-15 afstanden om de omtrek van het kanaal van verschillende con-structiedelen van het kanaal zijn aangegeven in fig. 6 met 100, 102, 104 en 106. De hoek van de ondersnijding 42 is aangegeven met 100 en kan liggen tussen ongeveer 30° en ongeveer 90°, terwijl 102 de hoek van de opening van de inlaat 20 36 aangeeft en kan liggen tussen ongeveer 30° en 90°. Het onderdeel 32 heeft een hoekafstand, die is aangegeven bij 104 en kan liggen tussen ongeveer 3° en ongeveer 12°, terwijl de hoekafstand van de uitlaat vanaf het primaire verwerkingskanaal bij voorbeeld het overgangkanaal 40 is aangegeven 25 bij 106· en kan liggen tussen ongeveer 10° en ongeveer 20°.

De maximumafstand tussen het bovenoppervlak 20 van de kanaalwanden van het kanaal 24 (of het kanaal 30) en het oppervlak 22 met de ondersnijding 42 is aangegeven met 108 en kan liggen tussen ongeveer 20 mm en ongeveer 60 mm.

30 Details met betrekking tot de vorm en de ruimtelijke en afmetingsverhoudingen tussen elementen van het verdere verwerkingskanaal zijn aangegeven in fig. 8 en 9. Rq en Rg liggen in hetzelfde bereik als bij het primaire verwerkingskanaal van fig. 6 en 7. Zoals in fig. 9 is afgeheeld, 35 is de maximumbreedte 97 van het verdere verwerkingskanaal echter aanzienlijk kleiner dan die van het primaire verwerkingskanaal en kan liggen tussen ongeveer 3 mm en óngeveer 10 mm, terwijl de minimumbreedte kan liggen tussen ongeveer 1,5 mm en ongeveer 5 mm. In fig. 8 zijn de hoekafstanden om de 40 omtrek van de verschillende constructiedelen aangegeven met 7908643 -12- hoeken 114, 116, 118, 120 en 122. De afstand van de inlaat 36 is aangegeven met 114 en kan liggen tussen ongeveer 30° en ongeveer 90° en de hoekafstand 118 van het kanaal 40 kan ook liggen tussen ongeveer 10° en ongeveer 30°. De hoekafstand van 5 het onderdeel 32 is aangegeven met 120 en kan liggen tussen ongeveer 3° en ongeveer 12° en de hoekafstand van de uitlaat 46 (122) kan liggen tussen ongeveer 10° en ongeveer 30°.

Zoals is afgebeeld in fig. 7 en 9, is de geometrie van de kanalen van de primaire en verdere verwer-10 kingsdoorgangen wigvormig. Een wigvormige geometrie voor de beide doorgangen verdient in het bijzonder de voorkeur, omdat het de optimale drukvorming bij alle stralen veroorzaakt.

Daarom verschaffen wigvormige kanalen een meer doelmatige pompwerking, daar de vorm een aanvullend circulatiepatroon ver-15 mijdt, dat wordt waargenomen bij evenwijdige kanaalwanden tengevolge van de radiale drukverdeling. Een pomp van het bovenbeschreven ontwerp kan worden geroteerd met snelheden tussen ongeveer 20 omwentelingen per minuut tot ongeveer 100 omwentelingen per minuut voor het verpompen van gesmolten polymere 20 materialen.

Uit de bovenstaande beschrijving zal het duidelijk zijn, dat de inrichting volgens de uitvinding duidelijk verschilt in het bijzonder in vergelijking met bekende pompen. Vergeleken bij smeltextruders heeft de inrichting 25 volgens de uitvinding het voordeel van compacte afmeting, een geringer krachtverbruik en een hogere productiecapaciteit. Vergeleken bij tandwielpompen heeft de inrichting volgens de uitvinding het voordeel van een hogere productiecapaciteit, een betere opneemcapaciteit, terwijl deze geen in elkaar 30 grijpende oppervlakken heeft, waar vreemde voorwerpen beschadiging kunnen veroorzaken. De beschreven inrichting volgens de uitvinding verschaft dus onverwacht betere prestatie-eigenschappen over inrichtingen, die op dit gebied bekend waren op het tijdstip, waarop de uitvinding werd gedaan.

35 7903643 .

Claims (7)

1. Inrichting voor het verwerken van materialen, die vloeibaar zijn of dat tijdens de verwerking worden, voorzien van een roteerbaar element dat ten minste êén primair verwerkingskanaal en ten minste één verder verwerkingskanaal 5 draagt, en van een stilstaand element, dat een coaxiaal oppervlak heeft, dat samenwerkt met de verwerkingskanalen om een gesloten primaire verwerkingsdoorgang en een gesloten verdere verwerkingsdoorgang te vormen, stilstaande vaste delen, die zich uitstrekken in elk kanaal en een materiaalverzameleind-10 wand voor elk kanaal vormen, een inlaat door het stilstaande element voor het toevoéren van het materiaal aan ten minste het primaire verwerkingskanaal, middelen voor het overbrengen van het verwerkte materiaal in het primaire verwerkingskanaal naar het verdere verwerkingskanaal en een uitlaat 15 voor het afvoeren van het materiaal uit de verdere verwerkingsdoorgang, waarbij het roteerbare element roteerbaar is in de richting van de inlaat naar de uitlaat voor het verschaffen van een samenwerking tussen de roterende zijwanden van de kanalen en de materiaalverzameleindwand van de kanalen, 20 zodat materiaal in contact met de zijwanden voorwaarts wordt meegesleept naar de materiaalverzameleindwand, zodat het materiaal, dat zich verzamelt aan de eindwand van de primaire verwerkingsdoorgang wordt overgebracht naar de volgende verwerkingsdoorgang en het materiaal, dat zich verzamelt aan 25 het eindwandoppervlak van de volgende verwerkingsdoorgang kan worden afgevoerd uit de inrichting, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van middelen (36) voor het toevoeren van het materiaal aan het primaire verwerkingskanaal (24; 30) met een volumesnelheid, die ten minste 30 gelijk is aan de snelheid, die nodig is om de opneemcapaciteit van het primaire verwerkingskanaal (24; 30l te vullen, waarbij _:---bi^-^dn^drKfhsarc^^aTdSelen (42) zijn aangebracht, die het primaire verwerkingskanaal (24; 30) voorzien van een opneemcapaciteit, die de doorzetcapaciteit van het primaire verwerkingskanaal 35 overschrijdt, waarbij de geometrie van het primaire verwerkingskanaal een verwerkingscapaciteit verschaft in verhouding tot de geometrie van het verdere kanaal (26; 28), die voldoende is voor het overbrengen van materiaal uit het primaire ka- 7908643 -14- naal (24? 30) naar het verdere kanaal (26; 28) met een volume -snelheid/ die ten minste gelijk is aan de snelheid, waarmee het verdere kanaal (26; 28) het materiaal verwerkt en afvoert.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t 5 het kenmerk, dat de inlaat (36) in verbinding staat met het primaire verwerkingskanaal (24? 30) en met het verdere verwerkingskanaal (26? 28) terwijl de inlaat (36) op een afstand verwijderd ligt van de overbrengmiddelen (40) voor het verkrijgen van een weerstand tegen stroming om een voΙ-ΙΟ doende tegendruk te ontwikkelen, zodat het overgebrachte materiaal het verdere verwerkingskanaal (26; 28) geheel kan opvullen .

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat de middelen, die het primaire ver- 15 werkingskanaal (24; 30) voorzien van een opneemcapaciteit, die de doorzetcapaciteit overschrijdt, bestaan uit een onder-snijding (42), die is aangebracht in het stilstaande element (14) bij het primaire verwerkingskanaal (24; 30). '

4. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t 20 het kenmerk, dat de middelen voor het overbrengen van het materiaal bestaan uit een kanaal (40), dat is gevormd in het binnenoppervlak (22) van het stilstaande element (14), waarbij een deel van het kanaal (40) zich uitstrekt vanaf het primaire verwerkingskanaal (24; 30) voor de eind-25 wand (31) daarvan naar het verdere verwerkingskanaal (26; 28. volgend op de materiaalverzameleindwand (31) van het verdere verwerkingskanaal (26; 28).

5. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat ten minste twee primaire verwer- 30 kingskanalen (24; 30) zijn verschaft voor het verwerken en toevoeren van materiaal voor het vullen van ten minste êën verder verwerkingskanaal (26? 28).

6. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat het roteerbare element (12) axiaal' 35 symmetrisch is en primaire verwerkingskanalen (24? 30) aan tegenovergestelde einden van het element (12) en ten minste ëën verder verwerkingskanaal (26; 28) tussen de primaire verwerkingskanalen (24; 30) heeft.

7. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t 40 het kenmerk, dat de kanalen (24; 30; 26; 28) wigvor- 7308643 7908643