NL7909201A

NL7909201A - Werkwijze en inrichting voor het verwerken van plas- tische en polymere materialen.

Info

Publication number: NL7909201A
Application number: NL7909201A
Authority: NL
Original assignee: Usm Corp
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1980-06-24
Also published as: AU5406779A; SE7910420L; AU535062B2; FR2444548A1; DD148029A5; ES8100143A1; YU309379A; DE2951228A1; CA1142319A; IT1127302B; ES487540A0; GB2041284A; BR7908503A; FR2444548B3; AR224884A1; JPS5590311A; PT70613A; IT7928234A0; DE2951228C2; IL58989A

Description

N/29.439-tM/lb % Λ,

Werkwijze en inrichting voor het verwerken van plastische en polymere materialen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het verwerken van deeltjesvormige materialen die kunnen worden omgezet tot de vloeibare toestand.

De werkwijze en inrichting zijn bijzonder geschikt voor het 5 verwerken van deeltjesvormige plastische of polvmere materialen die kunnen worden omgezet tot de vloeibare toestand.

De essentiële elementen van het afzonderlijke ringvormige basisverwerkingskanaal zoals op dit gebied bekend is omvatten een roteerbaar element dat ten minste één 10 ringvormig verwerkingskanaal draagt en een stilstaand element dat een coaxiaal oppervlak verschaft dat samenwerkt met het kanaal om een gesloten verwerkingsdoorgang te vormen.

Het stilstaande element heeft een inlaat voor het toevoeren van materiaal aan de doorgang voor verwerking en een uitlaat 15 die het grootste deel van de omtreksafstand rondom de verwerkingsdoorgang verwijderd ligt van de inlaat voor het afvoeren van het verwerkte materiaal uit de doorgang. Een onderdeel dat een materiaalverzameleindwandoppervlak vormt is aangebracht op het stilstaande element en ligt in de doorgang 20 bij de uitlaat om de beweging van het aan de doorgang toegevoerde materiaal te belemmeren of beperken en om samen te werken met de roterende kanaalwanden om een relatieve beweging te verschaffen tussen het materiaal en de inwendige oppervlakken van de naar de uitlaat roterende kanaalwanden.

25 Deze bijzondere samenwerking maakt dat alleen vloeibaar materiaal in contact met de inwendige oppervlakken van de roterende kanalen voorwaarts worden meegsleept naar het vloeistofverzameleindwandoppervlak voor geregelde verwerking en/of afvoer.

30 In een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm zijn de essentiële elementen van de verwerkingsinrichting zo uitgevoerd, dat het element dat het roteerbare kanaal draagt kan roteren in een stilstaand huis of kamer (het stilstaande element). Het verwerkingskanaal en bij voorkeur een 35 aantal verwerkingskanalen zijn gevormd in het cilindrische oppervlak van een rotor, waarbij elk kanaal tegenovergestelde zijwanden heeft die zich binnenwaarts uitstrekken vanaf 79 0 9 2 0 1 * - 2 -k het rotoroppervlak. Het beschreven stilstaande huis of de kamer heeft een inwendig cilindrisch Oppervlak dat het samenwerkende coaxiale oppervlak vormt dat samen met de ringvormige verwerkingskanalen gesloten verwerkingsdoorgangen vormen.

5 De bekende uitvoeringen zijn nuttig voor het transporten van vaste stoffen, het smelten of plastificeren van plastisch of polymeer materiaal, het transporteren, verpompen of onder druk zetten van visceus vloeibaar materiaal, het mengen, dispergeren en homogeniseren van materiaal en het ontgassen 10 en/of teweegbrengen van moleculaire of microscopische of macroscopische structuurveranderingen door chemische reacties zoals polymerisatie.

Er bestaan op dit gebied werkwijzen en inrichtingen met verwerkingsdoorgangen met mengconstructies die 15 zich gedeeltelijk uitstrekken in de kanalen en zijn geplaatst tussen de inlaat en uitlaat van de doorgang. Een mengcon-structie kan een dam zijn die een holle ruimte in het materiaal aan zijn voorvlak vormt, dus het vlak van de mengcon-structie, dat het dichtst bij de uitlaat ligt. Een poort kan 20 worden verbonden met de holle ruimte om vluchtige materialen te laten ontsnappen of de poort kan worden gebruikt als inlaat voor het toevoegen van materialen aan de holle ruimte.

Een verdere verbetering betreft een ringvormige ontgassingsdoorgang die wordt gevormd door een roteerbaar 25 en een stilstaand element. Het roteerbare element draagt ten minste één ontgassingskanaal, terwijl het stilstaande . . element een coaxiaal oppervlak voat dat samenwerkt met het kanaal om de ringvormige ontgassingsdoorgang te vormen. Aanvullende onderdelen die samenwerken met het stilstaande 30 element zijn een inlaat en een uitlaat voor de doorgang voor het toevoeren en afvoeren van vloeibaar materiaal aan en uit de doorgang. Ook ligt een onderdeel dat is aangebracht op het stilstaande element in de doorgang bij de uitlaat om een vloeistofverzameleindwandoppervlak te vormen.

35 Een bijzonder doelmatige ontgassing wordt ver kregen door een onderdeel met een vloeistofverspreidings-oppervlak aan te brengen op het stilstaande element tussen de inlaat en uitlaat, waarbij dit onderdeel zich uitstrekt in het ontgassingskanaal. De vorm van het onderdeel met het 7109201 * - 3 - vloeistofverspeidingsoppervlak is ontworpen om vloeistof te verspreiden naar de kanaalwanden en om een speling te verschaffen tussen de zijden van het onderdeel met het verspreidings-oppervlak en de binnenwandoppervlakken van het kanaal. Wan-5 neer het roteerbare element wordt geroteerd, wordt een mee-sleepwerking veroorzaakt tussen de roterende binnenwandoppervlakken en de vloeistof tussen de inlaat en het versprei-dingsoppervlak, zodat de vloeistof wordt verspreid op de roterende binnenoppervlakken en door de speling meegesleept 10 als dunne laag voorbij het spreidingsorgaan en wordt verzameld als een poel en afgevoerd door de uitlaat. Omdat de vloeistof wordt meegevoerd als dunne lagen op de roterende oppervlakken, wordt een centrale ruimte van de doorgang stroomafwaarts van het verspreidingsorgaan zonder materiaal 15 gevormd. Een poort is verbonden met de centrale ruimte om materiaal aan de vrije centrale ruimte toe te voeren of daaruit af te voeren. De uitvinding verschaft dus een bijzonder doelmatige verhouding van oppervlak tot volume voor een ontgassingskanaal, waardoor de totale overgang van materiaal 20 naar of uit de dunne lagen vloeistof die zijn verdeeld op en worden meegevoerd door de roterende wanden, aanmerkelijk is verbeterd.

De bovenbeschreven inrichting en werkwijze zijn in het algemeen geschikt voor het verwerken van 25 deeltjesvormige plastische of polymere materialen, in het bijzonder bij lagere rotatiesnelheden van de kanaalwanden en dus lagere smeltsnelheden. Wanneer hogere rotatiesnelheden worden toegepast om hogere smeltsnelheden te verkrijgen, kan de kwaliteit van het afgevoerde visceuse vloeibare mate-30 riaal worden aangetast. Bijvoorbeeld, bij sommige deeltjes-vormige materialen die worden verwerkt met hogere smeltsnelheden is gebleken dat de afgevoerde visceuse vloeistof onvoldoende gesmolten deeltjesvormig.materiaal bevat en in sommige gevallen werd een betere regeling van de afvoer-35 druk en temperatuur van het afgevoerde visceuse vloeibare materiaal wenselijk geacht.

De onderhavige uitvinding verschaft verbeteringen in de werkwijzen en inrichting voor het verwerken van deeltjesvormige plastische en polymere materialen die 04 in de loop van de verwerking vloeibare materialen worden. In 79 0 920 1 * — — - 4 - wezen biedt deze uitvinding werkwijzen en inrichtingen, waarin een massa van deeltjesvormige plastische of polymere materialen wordt toegevoerd aan een ringvormig verwerkings-kanaal voor geregelde verwerking. Het ringvormige verwer-5 kingskanaal wordt gevormd door twee elementen. Een element is een roteerbaar element dat ten minste één verwerkingskanaal draagt. Het andere element is een stilstaand element dat een coaxiaal oppervlak verschaft dat samen met het kanaal de ringvormige verwerkingsdoorgang vormt. Verder is het stil-10 staande element voorzien van een inlaat voor het toevoeren van deeltjesvormig materiaal aan de doorgang en een uitlaat die het grootste deel van de omtreksafstand rondom de doorgang verwijderd ligt van de inlaat voor het afvoeren van het gesmolten materiaal uit de doorgang. Verder is het stil-15 staande element voorzien van vaste onderdelen die liggen in het kanaal en zich uitstrekken in het kanaal en een oppervlak voor het tegenhouden van deeltjesvormig materiaal tussen de inlaat en de uitlaat en een eindwandoppervlak voor het verzamelen van gesmolten (of vloeibaar) materiaal bij 20 de uitlaat vormen. —

Volgens de uitvinding wordt het roteerbare element dat het kanaal draagt geroteerd in een richting van de inlaat naar het onderdeel met het materiaaltegenhoudoppervlak en bij voorkeur worden verwarmingsmiddelen voor het smelten 25 van het deeltjesvormige materiaal toegepast. Bij rotatie werken het roteerbare onderdeel en het onderdeel met het materiaaltegenhoudoppervlak samen om een relatieve beweging te vormen tussen het tegengehouden deeltjesvormige materiaal in de doorgang en de roterende binnenwandoppervlakken van het 30 kanaal. De zo gevormde relatieve beweging verhindert een belangrijke beweging van de hoofdmassa van het deeltjesvor-mige materiaal in de doorgang, maar laat toe dat de roteren-. de binnenwandoppervlakken gesmolten delen van het materiaal in aanraking met de oppervlakken voorwaarts meeslepen naar 35 het eindwandoppervlak voor het verzamelen van het gesmolten materiaal. Het voorwaarts meegesleepte gesmolten materiaal wordt verzameld als een poel aan het eindwandoppervlak voor geregelde verwerking en/of afvoer.

Volgens de uitvinding kan een verbeterde to-40 tale smeltdoelmatigheid en een verbeterde kwaliteit van het 7909201 t - 5 - gesmolten product worden verkregen.

Fig. 1 is een schematisch perspectivisch aanzicht van de verwerkingsinrichting, die uiteengenomen is om de verschillende onderdelen te laten zien.

5 Fig. 2 is een perspectivisch aanzicht gedeelte lijk in doorsnede van de verwerkingsinrichting van fig. 1.

Fig. 3 is een afgeplatte doorsnede van een kanaal volgens een bepaalde straal en toont de beweging van materiaal in een kanaal van de inrichting.

10 Fig. 4 is op grotere schaal een enigszins vereenvoudigde doorsnede van een in fig. 1 afgeheeld kanaal.

Fig. 5 is een doorsnede van een kanaal volgens de lijn 5-5 van fig. 4.

Fig. 6, 7 en 8 zijn afgeplatte doorsneden van 15 kanalen volgens een bepaalde straal en tonen de beweging van materiaal in de kanalen bij andere uitvoeringsvormen.

Fig. 9 is op grotere schaal een enigszins vereenvoudigde doorsnede van een in fig. 1 afgebeeld kanaal bij gebruikmaking van een bij voorkeur toegepast eenheids-20 onderdeel met materiaaltegenhoudoppervlak en vloeistofver-zameleindwandoppervlak volgens de uitvinding.

Fig. 10 is een afgeplatte doorsnede van het kanaal van fig. 9 volgens een bepaalde straal en toont het eenheidsonderdeel van fig. 9.

25 Fig. 11 is een afgeplatte doorsnede van een kanaal volgens een bepaalde straal en toont een ander bij voorkeur toegepast eenheidsonderdeel volgens de uitvinding.

Fig. 12 is op grotere schaal weer een andere, enigszins vereenvoudigde doorsnede van een in fig. 1 af ge-30 beeld kanaal.

Fig. 13, 14 en 15 zijn afgeplatte doorsneden van een kanaal volgens een bepaalde straal en tonen andere bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvormen van onderdelen met een materiaaltegenhoudoppervlak met onderdelen die 35 een vloeistofverzameleindwandoppervlak vormen, alsmede de materiaalbeweging in het kanaal.

Fig. 16 is een afgeplatte doorsnede van een kanaal volgens een bepaalde straal en toont een ander bij voorkeur toegepast eenheidsonderdeel en de materiaalbewe-40 ging in het kanaal.

J9 0 920 1 Λ - 6 -

Fig. 17 is een afgeplatte gedeeltelijke doorsnede van een zijde van een kanaal volgens een bepaalde straal en toont de werking van een schraap- en mengelement op een laag van vloeibaar materiaal dat wordt meegevoerd op 5 een kanaalwand.

De werkwijze en inrichting volgens de onderhavige uitvinding verschaffen bijzondere verbeteringen bij het verwerken van deeltjesvormig plastisch of polymeer materiaal.

10 Een voor het uitvoeren van de onderhavige uitvinding geschikte inrichting is afgebeeld in fig. 1 en 2. Zoals daar is afgebeeld, omvat de inrichting een roteerbaar element met een rotor 10 die is afgebeeld als een aantal op afstand van elkaar liggende elementen 12 die zijn gemon-15 teerd op een aandrijfas 14 voor rotatie binnen een stilstaand element met een huis 16. De rotor 10 heeft een oppervlak 20 dat een omwentelingsoppervlak is dat coaxiaal is met de rotor 10 en bij voorkeur cilindrisch is zoals is afgebeeld en ten minste êên verwerkingskanaal 22 draagt dat 20 is gevormd door tegenovergestelde zijwanden 24 die zich binnenwaarts vanaf het oppervlak 20 uitstrekken. Middelen voor het roteren van de rotor 10 zijn natuurlijk aangebracht, maar deze middelen zijn niet afgebeeld, daar middelen voor het roteren van extruders of soortgelijke apparatuur voor 25 verwerking van polymeren wel bekend zijn aan de deskundigen. Het huis 16 van het stilstaande element vormt een cilindrisch oppervlak 26 dat coaxiaal is met en samenwerkt'met opper-vlaktedelen 20 van de rotor 10 om met kanalen 22 gesloten ringvormige verwerkingsdoorgangen te vormen.

30 Het stilstaande element is ook voorzien van een inlaatopening 28 voor het toevoeren van deeltjesvormig plastisch of polymeer materiaal voor verwerking uit een geschikte toevoerinrichting die is afgebeeld als een stortbak 30, aan een ringvormig kanaal 22. Het zal duidelijk zijn 35 dat geschikte inrichtingen voor het toevoeren van deeltjesvormig plastisch of polymeer materiaal kunnen worden toegepast, die kunnen bestaan uit een eenvoudige met de zwaartekracht werkende toevoerstortbak zoals is afgebeeld of zouden kunnen bestaan uit een toevoerinrichting met een schroef, 40 een toevoerinrichting met een plunjer, een schijfvormige toe- 79 0 9 2 0 1 - 7 - voerinrichting met voorverwarming om enkele typisch beschikbare toevoerinrichtingen te noemen die geschikt zijn voor de aard van het deeltjesvormige plastische of polymere materiaal en de moeilijkheid van het regelen van de toevoer 5 ervan naar het kanaal 22.

Ook verbonden met het stilstaande element (huis 16) is een uitlaat 36 die op een afstand van de inlaat 28 ligt die ten minste gelijk is aan een belangrijk deel van de omtreksafstand rondom de doorgang. Bij de uitlaat 38 10 is op het huis 16 een onderdeel 32 gemonteerd, dat zich uitstrekt in het kanaal 22 en een vloeistofverzameleindwandopper-vlak 34 en schraperdelen dichtbij de wanden van het kanaal 24 vormt. Het onderdeel 32 heeft een vorm die complementair is aan en dicht past in het kanaal 22 waarin het onderdeel 15 zich uitstrekt, terwijl het eindwandoppervlak 34 tegenover het kanaal 22 radiaal of volgens een andere geschikte hoek kan zijn aangebracht in afhankelijkheid van het materiaal en de gewenste behandeling. Een vormmatrijs 37 kan direct in de uitlaat 36 zijn aangebracht.

20 Volgens de uitvinding strekt een op het huis 16 gemonteerd onderdeel 38 (fig. 1-4) dat een oppervlak voor het tegenhouden van deeltjesvormig (of onvolledig gesmolten) materiaal vormt,.zich uit in elk kanaal tussen de inlaatopening 28 en het onderdeel 32 met het eindwandopper-25 vlak 34 dat het gesmolten materiaal verzamelt. Het onderdeel 38 met het tegenhoudoppervlak heeft ten minste een deel dat past binnen het bijbehorende kanaal zodat een oppervlak is verkregen, dat op doelmatige wijze de beweging van belangrijke delen van het ongesmolten deeltjesvormige materiaal 30 voorbij het onderdeel 38 tegenhoudt en/of verspert. Tegelijkertijd is het onderdeel 38 zo gevormd dat een voldoende speling is verkregen die toelaat dat het vloeibare materiaal door de zijwanden 34 voorbij het onderdeel 38 wordt meegesleept naar het vloeistofverzameleindwandoppervlak 34, terwijl 35 de beweging van het ongesmolten deeltjesvormige materiaal door het onderdeel 38 wordt tegengehouden. Tijdens de werking * van de inrichting wordt deeltjesvormig plastisch of polymeer materiaal door de toevoerinrichting toegevoerd aan één of meer kanalen 22 door de inlaat 28. Terwijl de rotor 10 40 draait, wordt het hoofdlichaam van deeltjesvormig materiaal

7 9 0 9 2 0 T

- 8 - tegengehouden door het tegenhoudoppervlak 40 van het onderdeel 38, zodat de roterende kanaalzijwanden 24 en het onderdeel 38 samenwerken voor het verkrijgen van een relatieve beweging tussen de wanden 24 en de hoofdmassa van het tegen-5 gehouden deeltjesvormige materiaal. Delen van het deeltjesvormige materiaal worden omgezet tot de vloeibare toestand bij voorkeur door smelten met gebruikmaking van verwarmingsmiddelen zoals kamers die aan de buitenzijde van elke ka-naalwand zijn aangebracht, zodat een temperatuurregelfluidum 10 kan worden toegevoerd aan elke kamer voor warmte-overdracht door de wanden van het kanaal zoals beschreven is in de Amerikaanse octrooiaanvragen 795.211 en 898.178. Gesmolten (of vloeibaar) materiaal in aanraking met de wanden 24 van het kanaal 22' wordt dus meegesleept door de wanden 24 15 voorbij het onderdeel 38 naar de eindwand 34 van het onderdeel 32, waar het wordt verzameld als een poel 42 voor de geregelde verwerking en/of afvoer door de uitlaat 36.

Het mechanisme is schematisch afgebeeld in fig. 3. Zoals is afgebeeld, wordt de beweging van de hoofd-20 massa 39 van het deeltjesvormige materiaal tegengehouden door ~~ en samengepakt tegen het oppervlak 40 van het onderdeel 38 als resultaat van de relatieve beweging tussen de roterende zijwanden 24 van het kanaal 22 en de tegengehouden massa van deeltjesvormig materiaal. Deze relatieve beweging 25 veroorzaakt wrijving die het smelten van delen van het deeltjesvormige materiaal kan veroorzaken of naar keuze kunnen, zoals vermeld werd, de wanden 24 worden voorverwarmd.

In elk geval wordt een film van gesmolten materiaal 25 gevormd op de zijwanden 24 van het kanaal. De film in contact met de 30 wanden 24 beweegt voorwaarts met de wanden 24 en wordt krachtig afgeschoven door beweging ten opzichte van het hoofdlichaam 39 van tegengehouden deeltjesvormig materiaal in het kanaal om verder warmte op te wekken door visceuse dissipatie. De actie van de zijwanden 24 van het kanaal 22 bij het voor-35 waarts meeslepen van gesmolten materiaal 25 op hun oppervlakken bouwt geleidelijk een druk op langs de bewegingslengte van de zijwanden, waarbij gewoonlijk een maximum waarde wordt bereikt in de zone van het oppervlak 40 van het onderdeel 38.

In sommige gevallen echter, afhankelijk van zulke eigenschap-40 pen als de geometrie, vorm en positie van het onderdeel 38 en

79 0 92 0 T

< - 9 - de werksnelheid, zou de maximum druk kunnen worden bereikt aan het oppervlak 34 van het onderdeel 32. Het onderdeel 32 schraapt het gesmolten materiaal 25 dat voorwaarts wordt meegevoerd door de zijwanden van het kanaal, af en het afge-5 schraapte materiaal verzamelt zich als een poel 42 tegen de eind-wand 34 van het onderdeel 32 en kan worden afgevoerd door de uitlaat 36.

De regeling van de snelheid waarmede het verwerkte materiaal wordt afgevoerd uit het kanaal, is een be-10 langrijke factor bij het bepalen van de mate waarin het materiaal wordt verwerkt,en de uitlaat 36 is geconstrueerd en aangebracht om deze afvoerregeling te verschaffen. De regeling kan worden bewerkstelligd door de afmeting van de opening of door een smoorklep of een andere inrichting in de 15 afvoeruitlaat. De afvoersnelheid kan ook worden geregeld door de uitlaatopening te verbinden aan een verdere verwerkings-trap zoals een extrusiemondstuk of matrijs 37 of dergelijke die de gewenste stromingsweerstand oplevert voor het regelen van de afvoersnelheid uit de uitlaat en de mate van verwerking 20 van materiaal in het kanaal. In een modificatie in een ver-werkingsinrichting volgens de onderhavige uitvinding met meer dan êën kanaal, kan de uitlaat van één kanaal door een leiding worden verbonden met de inlaat van een verder kanaal voor verdere verwerking. Deze uitvoering is bijzonder waar-25 devol, daar de drukvorming en pompwerking van opeenvolgende verwerkingskanalen cumulatief is, zodat gemakkelijk een hoge uitlaatdruk verzekerd is. Het zal duidelijk zijn dat opvolgende kanalen elk een andere geometrie kunnen hebben dan andere kanalen voor de beste verwerking van het daaraan toege-30 voerde materiaal. Ook kan materiaal dat is verwerkt in en afgevoerd uit een kanaal of een gegeven aantal kanalen die parallel werken worden toegevoerd aan een kanaal of aan een geschikt aantal kanalen die parallel werken.

De functie van het onderdeel 38 en daarop 35 betrekking hebbende details zullen duidelijker worden bij verwijzing naar fig. 4 en 5. Zoals daar is afgebeeld, is een uitvoeringsvorm van een onderdeel 38 volgens de uitvinding aangebracht voor het tegenhouden of versperren van de beweging van belangrijke hoeveelheden deeltjesvormig materiaal 40 op een punt tussen de inlaat 28 en het onderdeel 32. Het on- 79 0,9 2 0 t - 10 - derdeel 38 is bij voorkeur zo vér mogelijk van de inlaat 28 geplaatst. Echter kan het onderdeel 38 overal tussen de inlaat 28 en het onderdeel 32 zijn geplaatst, zolang als er een tenminste voldoende ruimte tussen het oppervlak 40 5 en de eindwand 34 van het onderdeel 32 is voor het verzamelen van een poel van visceuse vloeistof die voor de bijzondere betreffende visceuse vloeistof, een voldoend oppervlak van de wanden bevochtigt om een afvoerdruk op te wekken door beweging van de wanden. De plaats van het onderdeel 38 kan dus variëren 10 hoofdzakelijk in afhankelijkheid van de afmeting van de gesmolten poel 42 die vereist is in de ruimte tussen het oppervlak 40 en de eindwand 34 om de afvoerdruk te verkrijgen.

De afmeting van de benodigde poel hangt ook af van zulke factoren als de bijzondere betreffende vis-15 ceuse vloeistof, de gewenste afvoerdruk, het oppervlak van de wanden en hun bewegingssnelheid. Echter kan de gekozen bijzondere positie empirisch bepaald worden. Geschikte posities voor het onderdeel 38 ten opzichte van de eindwand 34 zijn in fig. 4 en 9 aangegeven als Θ, die de hoek 20 voorstelt tussen het oppervlak 40 van het onderdeel 38 en het vloeistofverzameleindwandoppervlak 34. In het algemeen moet de waarde van de hoek© niet groter zijn dan ongeveer 90° en moet deze ten minste ongeveer 10° zijn, terwijl de hoek Θ bij voorkeur een waarde heeft die ligt tussen onge-25 veer 15° en ongeveer 40°.

De vorm van het onderdeel 38 met het oppervlak dat het deeltjesmateriaal tegenhoudt kan ’ook variëren. Echter, zoals vermeld, moet tenminste een deel van deze vorm in staat zijn om op doelmatige wijze de beweging van althans 30 nagenoeg al het (ongesmolten) deeltjesvormige materiaal voorbij het onderdeel 38 naar de gesmolten poel 42 tegen te houden. Bij voorkeur toegepaste onderdelen 38 zijn die, welke geheel massief zijn,maar ze mogen openingen hebben of een deel ervan mag openingen hebben zolang als de openingen de 35 toegedachte vasthoudfunctie niet belemmeren. Bijvoorbeeld, kan een zeef of een aantal daarvan worden toegepast bij het fabriceren van geschikte onderdelen met een oppervlak voor het tegenhouden van het materiaal volgens de uitvinding.

De speling (of spleet) 50 (fig. 5 en 10) 40 tussen de zijdelen van het onderdeel 38 en de wanden 24 is

79 0 9 2 0 T

- 11 - een factor van enig belang, daar deze 'moet toelaten, dat slechts gesmolten vloeibaar materiaal wordt meegesleept voorbij het onderdeel 38 naar de gesmolten poel 42, terwijl de massa van ongesmolten of onvolledig gesmolten deeltjesvor-5 mig materiaal wordt tegengehouden door het oppervlak 40. Als illustratie van geschikte spelingen of spleten (50) , die kunnen worden toegepast volgens de uitvinding, zijn onderdelen 38 met spelingen tussen ongeveer 0,76 mm en ongeveer 3,3 mm toegepast bij kanalen met breedten tussen ongeveer 19,05 mm 10 en ongeveer 31,75 mm.

Speciale voordelen kunnen worden verkregen door het toepassen van spelingen (spleten) 50 tussen de randen 24 en de omtreksdelen van de onderdelen 38, die kleiner zijn dan de dikte van de laag van vloeibaar materiaal dat 15 wordt meegesleept door de wanden. Deze spelingen kunnen worden gevarieerd in afhankelijkheid van de gewenste of voorafbepaalde afschuivings- en spanningscondities die worden uitgeoefend op de bijzondere vloeistof die wordt meegesleept door de wanden 24 voorbij het onderdeel 38 naar de gesmol-20 ten poel 42. Ook kunnen deze spelingen worden toegepast in combinatie met onderdelen met een oppervlak voor het tegenhouden van het materiaal met een voorrand of een deel van een voorrand die een gedeelte van het vloeibare materiaal kan afschrapen, zodat het afgeschraapte materiaal kan wor-25 den vermengd met deeltjesvormig materiaal aan of bij de voorrand. Andere onderdelen met een oppervlak voor het tegenhouden van het materiaal volgens de onderhavige uitvinding zijn afgebeeld in fig. 6, 7 en 8. Het onderdeel 38a van fig. 6 is cirkelvormig in dwarsdoorsnede en vormt een ge-30 bogen oppervlak 40a voor het tegenhouden van deeltjesvormig materiaal. Fig. 7 toont een onderdeel 38b dat een plat tegen-houdoppervlak 40b vormt en ondersnijdingen 44 heeft in de zijdelen bij de kanaalwanden. De ondersnijdingen 44 zijn bedoeld voor het verkrijgen van een meng- en roerwerking van 35 vloeistof die wordt meegesleept voorbij het afgebeelde onderdeel 38b. Zoals in fig. 7 is afgebeeld heeft het onderdeel 38b een convergerehd symmetrisch afgeschuind einddeel. Het onderdeel 38c van fig. 8 verschaft een convergerend symmetrisch afgeschuind tegenhoudoppervlak 40c ten 40 opzichte van de stromingsrichting, althans nagenoeg even- 7 9 0 9 2 0 f - 12 - wijdige zijoppervlakken en een plat einddeel.

Zoals in fig. 4, 6, 7 en 8 is afgeheeld, kan een holle ruimte 46 zonder materiaal worden gevormd tussen de kanaalwanden en de naar de gesmolten poel toege-5 keerde zijde van alle afgeheelde tegenhouders. Deze vrije ruimte wordt gevormd, omdat de onderdelen 38, 38a, 38b en 38c alleen vloeibaar materiaal doorlaten naar de eindwand 34 van het onderdeel 32. Het door elke eindwand voorbij de tegenhouder meegesleepte vloeibare materiaal wordt uitge-10 spreid en op elke wand gehandhaafd als een dunne film, totdat deze wordt afgeschraapt door de schraapoppervlakken van het onderdeel 32. In de met bijzondere voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding zijn de onderdelen met het materiaaltegenhoudoppervlak volgens de uitvinding ge-15 plaatst tussen de inlaat en de uitlaat, zodat het deeltjesvormige materiaal wordt tegengehouden op een punt dat dichter ligt bij de uitlaat dan de inlaat. Desgewenst kan de vrije ruimte 46 die is gevormd tussen de wanden die alleen de dunne laag van gesmolten materiaal meevoeren voorbij het 20 onderdeel 38 naar het onderdeel 32,worden toegepast voor — het opnemen of toevoeren van gasvormige of vluchtige bestanddelen uit of aan de lagen. De vrije ruimte 46 kan ook worden toegepast om vaste of vloeibare materialen toe te voeren aan de dunne lagen die zijn uitgespreid op- de kanaal-25 wanden.

Bijvoorbeeld, kan een poort 48 (fig. 4) worden verbonden met de vrije ruimte 46 voor het toevoeren van materiaal aan of het verwijderen van materiaal uit de dunne lagen van vloeibaar materiaal dat wordt meegesleept 30 voorbij het onderdeel 38. Vluchtige bestanddelen in de lagen kunnen passeren naar de vrije ruimte 46 en desgewenst met toepassing.van vacuum worden afgevoerd door de poort 48 om een ontgassing te bewerkstelligen. Anders kunnen materialen worden toegevoerd aan de vrije ruimten 46 via de 35 poort 48. Deze materialen kunnen gassen zijn of reagentia voor combinatie met het vloeibare materiaal of pigmenten of versterkingsmaterialen of andere vaste materialen voor opname in het vloeibare materiaal kunnen worden toegevoerd aan de vrije ruimte 46 via de poort 48.

40 In de in fig. 1-8 afgeheelde inrichting, zijn 790920t ( - 13 - onderdelen 38, 38a, 38b, 38c en onderdelen 32, 32a, 32b en 32c afgebeeld als afzonderlijke constructiedelen en is het dwarsdoorsnede-oppervlak van de voor de gesmolten poel 42 beschikbare ruimte betrekkelijk groot. Een betrekkelijk 5 groot dwarsdoorsnede-oppervlak van de ruimte voor de gesmolten poel kan zekere voordelen bieden zoals hierboven zijn besproken met betrekking tot het toevoeren of afvoeren van materialen uit een vrije ruimte die is gevormd binnen een deel van de totale ruimte die bestaat tussen het onderdeel 10 met het oppervlak dat het deeltjesvormige materiaal tegenhoudt en het onderdeel met het eindwandoppervlak dat het gesmolten materiaal verzamelt. Als algemene regel echter is gebleken dat hoe groter het dwarsdoorsnede-oppervlak van de beschikbare ruimte voor de gesmolten poel, des te groter 15 de poel van verzameld gesmolten of vloeibaar materiaal is die vereist is voor het opwekken van de afvoerdruk, en voor een gegeven afvoerdruk kan dit leiden tot hogere smeltpoel-temperaturen. Daarom werden één geheel vormende eenheids-onderdelen die een oppervlak voor het tegenhouden van deel-20 tjesvormig materialen alsmede een eindwandoppervlak voor het verzamelen van vloeibaar materiaal vormen, ontwikkeld zoals zijn afgebeeld in fig. 9, 10 en 11.

Deze figuren 9, 10 en 11 tonen andere en met bijzondere voorkeur toegepaste uitvoeringsvormen van de 25 uitvinding, waarbij een eenheidsonderdeel dat een tegenhoud-oppervlak en een eindwandoppervlak vormt, is geplaatst in het kanaal. De in fig. 9, 10 en 11 afgebeelde elementen zijn eenheidselementen, die een oppervlak voor het tegenhouden van het deeltjesmateriaal en een eindwandoppervlak 30 voor het verzamelen van gesmolten materiaal vormen. In fig.

9 en 10 is een tegenhoudoppervlak 38d verbonden met een verzameleindwandoppervlak 34d door een verbindingssectie 52 en het afgebeelde in êën geheel gevormde onderdeel is T-vormig in doorsnede met platte oppervlakken 40d en 34d 35 loodrecht op de stromingsrichting. De verbindingssectie of het onderdeel 52 neemt een deel van de ruimte in beslag tussen het oppervlak 38d en het eindwandoppervlak 34d en kan daarom de hoeveelheid beschikbare ruimte of het volume van de smeltpoel 42d regelen. De verbindingssectie 52 van 40 het eenheidsonderdeel dat het materiaaltegenhoudoppervlak 79 0 92 0 f - 14 - en het materiaalverzameloppervlak vormt kan dus in vorm worden gevarieerd voor het verkrijgen van een smeltpoelruimte met een voorafbepaalde geometrie of afmeting of volume. Smelt-poelruimten met een voorafbepaalde geometrie, afmeting of 5 volumen bieden de mogelijkheid om voorafbepaalde verwerkings-eigenschappen te verkrijgen met inbegrip van maximale af-leverdrukeigenschappen die in het bijzonder gewenst zijn voor een bijzonder vloeibaar materiaal dat wordt verzameld in de poel.

10 Zoals reeds is besproken, is de druk die wordt opgewekt voor het afvoeren van het vloeibare materiaal dat is verzameld in de poel, een factor die de kwaliteit van het afgevoerde gesmolten materiaal kan beïnvloeden. Deze uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft echter een mate van 15 regeling over de verwerkingsomstandigheden die worden toegepast op het vloeibare materiaal dat zich verzamelt in de smeltpoel, in termen van de afschuifkrachten die worden uitgeoefend op het verzamelde materiaal, alsmede de temperatuur van het afgevoerde gesmolten materiaal. Fig. 11 toont een 20 andere uitvoering van een eenheidsonderdeel dat een vasthoud-oppervlak en een eindwandoppervlak vormt en ook geschikt is voor de toepassing van de uitvinding. Het afgeheelde onderdeel van fig. 11 is I-vormig in doorsnede met platte oppervlakken 40e en 34e loodrecht op de stromingsrichting.

25 Fig. 12 en 13 tonen weer een andere uit voeringsvorm van de uitvinding waarin het onderdeel 38f met het tegenhoudoppervlak 4Of en het onderdeel 32f met het eindwandoppervlak 34f afzonderlijke constructiedelen vormen. Echter wordt een verlengstuk 56 van het onderdeel 30 32f gebruikt om het beschikbare volume of de ruimte tussen het onderdeel 32f en het onderdeel 38f te verkleinen waardoor een.smeltpoelruimte met een voorafbepaalde geometrie, afmeting, volume of vorm wordt verkregen die ook voorafbepaalde aflevereigenschappen kan verschaffen. Anders kan een 35 verdere regeling over de geometrie, volume, afmeting en vorm van de voor de smeltpoel beschikbare ruimte worden verkregen door het verlengstuk 57 toe te voegen aan het onderdeel 38g of de verlengstukken 57 en 56 toe te voegen aan het onderdeel met het tegenhoudoppervlak en het'onderdeel met het eindwand-40 oppervlak zoals in fig. 14 te zien is.

7909201 - 15 -

Deeltjesvormige materialen die kunnen worden verwerkt met de werkwijze en inrichting volgens de onderhavige uitvinding omvatten alle deeltjesvormige plastische materialen en polymere materialen die door warmte of mechani-5 sche energie of door verdunning kunnen worden gebracht tot de vloeibare toestand voor verwerking en die een voldoende stabiliteit hebben om ernstige verslechtering onder behan-delingsomstandigheden te vermijden. Deze materialen omvatten, maar zijn niet beperkt tot thermoplastische, thermohardende 10 en elastomere polymere materialen zoals bijvoorbeeld polyole-finen (bijvoorbeeld polyethylenen, polypropylenen), vinyl-- chloridepolymeren (bijvoorbeeld polyvinylchloride), fluoride bevattende polymeren, op polyvinylacetaat gebaseerde polymeren, op acryl gebaseerde polymeren, op styreen gebaseer- 15 de polymeren (bijvoorbeeld polystyreen), polyamiden (bij- polyacetalen, voorbeeld nylon),*op polycarbonaatcellulose gebaseerde plastics, polyesters, polyurethanen, fenol en aminoplastics, op epoxy gebaseerde harsen, silicon en anorganische polymeren, op polysulfon gebaseerde polymeren, verschillende 20 polymeren op natuurlijke basis en dergelijke tezamen met copolymeren en mengsels van deze materialen met elkaar en met oplosmiddelen of verdunningsmiddelen of met verschillende vaste en vloeibare toevoegingen.

De temperatuur van het materiaal zoals gele-25 verd en tijdens de loop van de verwerking in de apparatuur kan worden geregeld zodat de viscositeiten en stroomeigen-schappen van het materiaal dat wordt verwerkt bepaalbaar zijn.

In de beschrijving van de uitvinding tot zover 30 is het onderdeel 32 beschreven met de functie van afschrapen van gesmolten materiaal dat daaraan wordt meegesleept door de wanden 24, zodat een poel van vloeibaar materiaal kan worden verzameld aan de eindwand 34 voor.aflevering. Echter kunnen speciale voordelen worden verkregen door bepaalde 35 spelingen toe te laten of door het verschaffen van middelen om het onderdeel 32 in en uit het kanaal te bewegen of door » het verschaffen van middelen die op andere wijze toelaten dat ten minste een deel van het vloeibare materiaal het onderdeel 32 passeert voor hercirculatie. Het in hercirculatie ge- 79 0 9 2 0 i 16 - * —'" “ brachte vloeibare materiaal kan in aanraking komen met en zich vermengen of smelten met het tegengehouden deeltjesvormige materiaal in het kanaal stroomopwaarts van het onderdeel met het oppervlak dat het materiaal tegenhoudt. Deze aanraking 5 en menging en smelting van in hercirculatie gebracht vloeibaar materiaal met deeltjesvormig materiaal is gebleken een belangrijk effect te hebben, dat de totale smeltdoelmatig-heid kan verbeteren. Wij geloven, dat de verbeterde smeltdoel-matigheid het resultaat is van het visceuse gesmolten 10 materiaal dat binnendringt tussen ongesmolten korrels van het toevoermateriaal en een. deformatie verschaft voor het mengsel van gesmolten en ongesmolten materialen. Het asvermogen kan dus worden omgezet in thermische energie met hogere snelheden door het gehele volume van het kanaal heen.

15 Fig. 14 toont deze hercirculatie van vloeibaar materiaal voorbij het onderdeel 32g en het mengen van gesmolten vloeibaar materiaal met het tegengehouden deeltjesvormige plastische of polymere materiaal.

Een andere methode voor het bereiken van 20 de gewenste menging van vloeibaar materiaal met deeltjesvor— mig plastisch of polymeermateriaal in het kanaal is afgebeeld in fig. 15. Daar kan een tegendruk worden veroorzaakt in de smeltpoel 42h zoals door het verstellen van de uitlaatklep (niet afgebeeld) of door toepassing van een ander afvoer-25 drukregelmiddel zoals hierboven beschreven is. Deze tegendruk veroorzaakt een ophoping van vloeibaar materiaal aan of bij de voorrand 4Oh van het onderdeel 38h. Progressieve accumulatie van aanvullend vloeibaar materiaal bevordert efficiënte menging met deeltjesvormig materiaal in de zone van 30 de voorrand 4Oh en. verbetert de totale smeltdoelmatigheid.

Een met bijzonderevoorkeur toegepaste methode voor het vermengen van vloeibaar materiaal met deeltjesvormig materiaal aan of bij het oppervlak dat het deeltjesvormige materiaal tegenhoudt, is afgebeeld in .fig. 16. Het 35 afgebeelde eenheidsonderdeel van fig. 16 omvat een tegen-houdoppervlak 40i en een eindwandoppervlak 34i. Het tegen-houdoppervlak 40i is schuin ten opzichte van de stromings-richting en een schraapspeling is gevormd tussen een kanaal-wand en de zijde van het eenheidsonderdeel dat het materiaal 40 tegenhoudt en het materiaal verzamelt, welke zijde een scher-

79 o 92 0 T

- 17 - pe hoek vormt met het oppervlak 40i. Een spleet 50 is gevormd tussen de tegenovergestelde kanaalwand en de tegenovergestelde zijde van het onderdeel/ welke zijde een stompe hoek vormt met het oppervlak 40i. De spleet 50 vormt daarom 5 een smeltpoelruimte 42i en vloeibaar materiaal wordt verzameld tegen het oppervlak 34i. Tengevolge van de schraapspe-ling wordt vloeibaar materiaal afgeschraapt van de bewegende kanaalwand aan de top van het oppervlak 40i. Deze afgeschraapte vloeistof wordt vermengd met en komt in aanraking 10 met deeltjesvormig materiaal aan of bij het tegenhoudopper-vlak 40i op de manier die is afgebeeld in fig. 16. De andere kanaalwand echter sleept vloeibaar materiaal mee naar het oppervlak 34if waar dit wordt verzameld als een smeltpoel 42i voor verwerking en afvoer.

15 Nog een andere methode voor het bereiken van de gewenste menging of smelting van vloeibaar materiaal met tegengehouden deeltjesvormig materiaal is afgebeeld in fig.

17. Daar is een schraap- en mengelement 60 afgebeeld in een vaste stilstaande stand bij de kanaalwand 22 tussen de 20 inlaat (niet afgebeeld) en de onderdelen die het materiaal tegenhoudoppervlak vormen (niet afgebeeld). Het afschraap- en mengelement 60 is althans nagenoeg evenwijdig aan de kanaak wand 24 aangebracht op een nauwe afstand daarvan, die toelaat dat het onderdeel 60 tenminste een deel van, en bij voorkeur 25 althans nagenoeg al de vloeistof 25 afschraapt die wordt meegesleept door de wand 24 naar het schraap- en mengelement 60. Het element 60 is gevormd om een efficiënte menging van het afgeschraapte vloeibare materiaal met tegengehouden deel-tjesvormig materiaal aan of bij het onderdeel 60 te ver-30 schaffen. Het zal duidelijk zijn dat meer dan êën schraap- en mengelement 60 kan worden geplaatst bij de kanaalwand 24 tussen de inlaat en het oppervlak dat het materiaal tegenhoudt. Ook kan één of meer schraap- en mengelement(en) 60 worden geplaatst bij één of beide wanden 24 op een afstand van 35 elkaar langs de omtreksafstand tussen de inlaat en het oppervlak dat het materiaal tegenhoudt om de gewenste mate van menging van gesmolten materiaal met tegengehouden deeltjesvormig materiaal te verkrijgen.

De volgende voorbeelden worden gegeven ter 40 verduidelijking van de uitvinding en de voordelen die bij

79 0 9 2 0 T

- 18 - toepassing daarvan worden verkregen. Het zal duidelijk zijn, dat de uitvinding niet is beperkt tot de bijzondere procedures, proporties, materialen, temperaturen en andere details van de voorbeelden. In elk van de volgende voordelen werden 5 de drukken (P^, P^ en P^) opgenomen op punten "P^", "P^" en "P5" die zijn afgebeeld in fig. 4.

VOORBEELD 1

Dit voorbeeld illustreert de verwerking van deeltjesvormig plastisch of polymeer materiaal. Een verwer-10 kingsinrichting zoals in het algemeen is afgebeeld in fig.

1 en 2 en met een eindwandoppervlak 34 voor het verzamelen van gesmolten materiaal van het type dat is afgebeeld in fig. 4 werd ingesteld met een rotor met een kanaalbreedte van 19,05mm en een buitendiameter van 190,5 mm en een bin-15 nendiameter van 95,25 mm. De inlaat naar het huis werd aangesloten op een leiding voor het opnemen van deeltjes-vormig polyethyleen met lage dichtheid en de uitlaat werd verbonden met een vernauwde opening. De lichaamstemperatuur, cilindertemperatuur en uitlaatkleptemperatuur van de.be-20 werkingsinrichting werden gehouden op 204,4°C. De volgende resultaten werden verkregen: 790^^

-P G

ft CD

0 -P

G H

H 0 a s · (5* i—1 01 r-1 0 0) IÖ ft > · ίΤ> ίΰ 2 G G ·Η

S -U CD Ο P

g Η H (!)

fj CD Η -P -P

o S ffl ns <5 o co ft is a

CO

5 Is σι ft 44 ™ ™ I—I Q) p, in o ο cm tp o' £ m tp 44 B -* ,¾ cn cm in ft tn t~- ft 44 f" f"

ft H

PI in o nj . ft in tp ft o o ft 44 la

ft H

I PI ο o ίΰ Pi co E'en cn ft <! ^ >-<

/—I ft 44 CM CM

l la

Η ο O

ίΰ ft co cn

ι-H ft ft r-l O

ft 44 O ^ ^

Pi m

Eh +j m

Η N

CD S

g ft H TP

m -HO Η (N

gi GO S - CM CM

H ft 0 ft m - •H la

ft H

O ft Tp Tp to o EH ο o

Eh O W cm cm n la

H

ft

K S

\ H

ft h TP o 0 H 0 m co

* S

EH H

la s ft IS ft ο o ja (¾ m o •a o ft 'π cm m 79 0 9 2 0 f - 20 -

De druk "P^" in de bovenstaande tabel is de druk die is opgenomen aan de uitlaat van het kanaal en juist voor de uitlaatklep. Opgemerkt wordt dat er een progressieve toename in druk is naar mate de omtreksafstand vanaf de inlaat 5 toeneemt waarbij de druk een maximum bereikt aan het eindwand-oppervlak dat aan de uitlaat grenst. De aanwezigheid van ongesmolten deeltjesvormig materiaal in het visceuse vloeibare materiaal dat wordt afgeleverd uit de verwerkingsinrich-ting van dit voorbeeld is hoogst waarschijnlijk het gevolg 10 van de extreem hoge drukken ("P^") die worden opgewekt bij de uitlaat en de aanwezigheid van grote hoeveelheden van ongesmolten of onvolledig gesmolten deeltjesvormig materiaal vermengd met het vloeibare materiaal van de poel diezichverzamelt aan het eindwandoppervlak 34 van het onder-15 deel 36 voor aflevering.

VOORBEELD II

Althans nagenoeg de zelfde procedure als in voorbeeld 1 werd gevolgd. Echter werd een onderdeel van het type dat is afgeheeld in fig. 4 geplaatst in het kanaal zodat de 20 waarde van de hoek van fig. 4 34° was. Het bijzondere onderdeel met het materiaaltegenhoudoppervlak was een massief stuk met een diameter van 15,88 mm dat het best is afgeheeld als het onderdeel 38a van fig. 6; de minimum speling 50 tussen de buitendiameter van de stang en elke wand was 25 ongeveer 1,52 mm.

De volgende resultaten werden verkregen: 79 0 9 2 0 1 β g ,3 2* ιΗ

Εη <U

g Ö> Λ

H -H +J

g β Λ

5! -HO

O <U β

U £ H

rH ro k. k.

J5 £ or-' ft ^

H

(ü a, £. CM 00

0 £ Γ- CM

M 3 ^ °° (ö H 00 in pi •si· om ft ^ ^ n

CÖ OM OM

•sf PU o o

Om M r- r- 1 o o (ö vo ·ςρ oo 04 cc mo o

I (ft M oo n CM

H

cm m

(ö iH CO O

I H 04 > ° °

04 fti 04 in -SP

H Eh H

P g H ^

CD H

g -P Q CM -l til ft o cm co E-i β U Eh cm cm

H S

<H (ft

•η H

H Q

Λ P

0 o -SP -SP

01 O K O O

B O Q CM CM

H

pq (ft H '

K Eh -i ^P

\ ω »

ffl (< rH CO

OH > O co 3

Eh H

3 S

w !2 (ft o o / 2 H in o / 3 O 04 n CM ,ƒ m

79 0 9 2 0 T

- 22 -

De druk "P^" in de bovenstaande tabel is de druk die is opgenomen in het. punt P^ dat is afgeheeld in fig. 4 en de smeltpoelruimte van dit voorbeeld was van het type dat is afgebeeld bij 42 in fig. 4. Opgemerkt wordt, dat er 5 weer een progressieve toename in druk is naar mate de omtreks-afstand vanaf de inlaat toeneemt. Echter wordt de maximum druk bereikt aan of bij het tegenhoudoppervlak in plaats van aan het eindwandoppervlak zoals in het voorbeeld 1. De afleverdruk "P^" die wordt opgewekt in de ruimte tussen 10 het vastgehouden deeltjesmateriaal en het eindwandoppervlak is veel lager dan de maximum druk die wordt opgewekt aan het tegenhoudoppervlak. Deze omstandigheden echter leveren op gelijkmatige en blijvende wijze gesmolten materialen met verbeterde kwaliteit vrij van ongesmolten deeltjesvormige 15 materialen, waarbij deze materialen toch worden afgeleverd als volledig gesmolten producten bij betrekkelijk lage temperaturen.

VOORBEELD III

Althans nagenoeg de zelfde procedure als in voorbeeld 20 1 werd gevolgd. Echter werd een eenheidsonderdeel dat een oppervlak dat deeltjesvormig materiaal tegenhoudt en een vloei-stofverzameleindwandoppervlak vormt van het in fig. 9 en 10 afgebeelde type geplaatst in het kanaal. De waarde van de hoek van fig. 9 voor het in dit voorbeeld toegepaste onder-25 deel was 15°. De speling of spleet 50 zoals in fig. 10 was ongeveer 0,76 mm.

De volgende resultaten werden verkregen: NNVNSSNNVNNs\ X, k

79 0 92 0 T

• I

4 OH

5 Λ -P

|m Ο H ·

2 W 3 P

W 3 g P © 3

g © S' -P

Ο © cd cd

O is: PI P

t" «ή1 %. 1» £ £: co in

Pi 44 cn

H

Φ £. in o

Qj σ> o O £ 44 Z -I h id o' o' m pi cd co

Pi X vo m in cd co 03 p. on

Pi X h r4 o o

cd ^p ID

cn ft nr1

Pi 44 ™ ^

1 H

cd cn (—c Pi · o' in cm Pi 44 O co o

H

i 1¾

-P K

Η H

φ N

g -P w O CO

m h 0 n. cm

EM 3 O Pi nj CM

H

z

H

lp H

•n PI

H « p: pi ο H m n1 wo > ο o

El U PI CM CM

w

O

Pi

Pi Em K Pi ^P n \ H 1> 1> cq ^;oo OH M co oo m 7S 0 9 2 0 f Z 1

Em H

Z S

H

& Pi o o g H in o Z O Pi H CM / - 24 -

De druk "P^" in de bovenstaande tabel is de druk die is opgenomen aan het punt P^ van fig. 9 en de smeltpoel van dit voorbeeld was van het type dat bij 42d is afgeheeld in fig. 9 en 10. Zoals is vermeld in de discussie van fig. 9, 5 verschaffen eenheidsonderdelen van het type dat wordt toegepast in dit voorbeeld een voorafbepaalde geometrie, afmeting, vorm of volume voor de ruimte die bestaat tussen het oppervlak dat het deeltjesmateriaal tegenhoudt en het eind-wandoppervlak. De voorafbepaalde geometrie is op zijn beurt 10 ontworpen voor het verkrijgen van voorafbepaalde aflever-eigenschappen van het vloeibare materiaal dat zich verzamelt als een poel in de ruimte. Zoals is geïllustreerd door dit voorbeeld, verschaft de voorafbepaalde geometrie van de ruimte verkleinde afleverdrukken, verbeterde kwali-15 teit van afgeleverde gesmolten producten vrij van ongesmolten materiaal en verminderde temperaturen voor de afgeleverde, volledig gesmolten producten.

Uit de voorgaande beschrijving blijkt dat de onderhavige uitvinding nieuwe werkwijzen en inrichtingen ver-20 schaft die verbeterde smeltdoelmatigheden leveren, verbeter1 • de regeling over verwerkingsp'arameters alsmede verbeterde kwaliteit van gesmolten producten. De werkwijze en inrichting zijn bijzonder geschikt voor het verwerken yan deeltjesvormige plastische of polymere materialen met toepassing van 25 betrekkelijk brede kanalen, bijvoorbeeld waar de breedte tussen tegenover liggende wanden ligt tussen ongeveer 19,05 mm en ongeveer 38,10 mm en met wanden die kunnen worden geroteerd met betrekkelijk hoge snelheden, bijvoorbeeld tussen ongeveer 50 omwentelingen per minuut en ongeveer 300 30 omwentelingen per minuut. Deze combinatie van brede kanalen en hoge rotatiesnelheden levert een speciaal efficiënt smelt-mechanisme, waarin..het gesmolten vloeibare materiaal toevloeit aan het tegengehouden deeltjesvormige materiaal en het mengsel onder continue deformatie en afschuiving is.

35 Meer mechanische energie kan derhalve worden omgezet in warmte en de smeltsnelheid kan worden vergroot, maar de uitvinding verschaft een regeling over de temperatuur en de afleverdruk van het gesmolten materiaal. De uitvinding verschaft dus nieuwe en nuttige werkwijzen en inrichtingen die 790920t « - 25 - bijzonder wenselijke en onverwacht betere prestatie-eigen-schappen leveren ten opzichte van de werkwijzen en inrichtingen die op dit gebied bekend waren op het tijdstip waarop de uitvinding werd gedaan.

/90920 t

Claims

1. Inrichting voor het verwerken van deeltjesvormig materiaal dat vloeibaar wordt in de loop van de verwerking, voorzien van een roteerbaar element dat ten minste één verwer-kingskanaal draagt, een stilstaand element dat een coaxiaal 5 oppervlak vormt dat s:amenwerkt met het verwerkingskanaal om een gesloten ringvormige verwerkingsdoorgang te vormen, waarbij het stilstaande element is voorzien van een inlaat voor het toevoeren van het deeltjesvormige materiaal aan de doorgang, een uitlaat die op een afstand ligt van de inlaat 10 voor het afvoeren van materiaal uit de doorgang, een onderdeel dat een eindwandoppervlak vormt voor het verzamelen van. vloeibaar materiaal en is geplaatst bij de uitlaat van de doorgang, een onderdeel dat werkzaam is aangebracht bij de doorgang en een oppervlak vormt voor het tegenhouden van de bewe-15 ging van de hoofdmassa van het deeltjesvormige materiaal, waarbij het onderdeel met het tegenhoudoppervlak is geplaatst in de doorgang om een ruimte te vormen voor vloeibaar materiaal stroomafwaarts van het onderdeel met het tegenhoudoppervlak teneinde een poel van vloeibaar materiaal te verzamelen 20 dat tenminste een voldoende oppervlak van de binnenoppervlak-ken van het verwerkingskanaal kan bevochtigen om de aflever-druk op te wekken, welk onderdeel zodanig· uitgevoerd, gevormd en gedimensioneerd is, dat bij rotatie van het roteerbare element het roteerbare element en het onderdeel met het 25 tegenhoudoppervlak samenwerken voor het veroorzaken van een relatieve beweging tussen het tegengehouden deeltjesmateriaal in de doorgang en de roterende binnenwandoppervlakken van het verwerkingskanaal die verbonden is om een belangrijke beweging van de hoofdmassa van het ongesmolten deeltjesvor-30 mige materiaal in de doorgang te verhinderen maar die toelaat dat de roterende binnenoppervlakken vloeibare delen van het materiaal in aanraking met de binnenoppervlakken voorwaarts meeslepen naar het eindwandoppervlak, waar het voorwaarts meegesleepte materiaal wordt verzameld als een poel van 35 vloeibaar materiaal voor geregelde verwerking en/of afvoer, met het kenmerk,, dat het onderdeel (38) met het tegenhoudoppervlak (40) of het onderdeel (32) met het eindwandoppervlak (34) een sectie (52; 56; 57; 60) omvat die 790920T - 27 - zich uitstrekt naar het andere onderdeel eh een voorafbepaald deel van deze ruimte in beslag neemt om een poelruimte (42; 46. met een voorafbepaalde geometrie te verschaffen die is ontworpen om voorafbepaalde afleverdrukeigenschappen voor 5 het in de poel (42) verzamelde vloeibare materiaal te verkrijgen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het roteerbare element een rotor (10) is met een cilindrisch omwentelingsoppervlak (20) dat coaxiaal 10 is met de rotor, die ten minste één verwerkingskanaal (22) draagt met tegenovergestelde wanden (24) die zich binnenwaarts vanaf het cilindrische oppervlak (20) uitstrekken, waarbij het roteerbare element (10) geschikt is voor rotatie in het stationaire element (16) , dat een inwendig coaxiaal opper- 15 vlak (26) heeft, dat met het kanaal (22) een gesloten ringvormige verwerkingsdoorgang vormt.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat deze is voorzien van verwarmingsmiddelen voor het smelten van deeltjesvormig materiaal in 20 de doorgang.

4. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door middelen (36; 37) die de afvoer van vloeibaar materiaal uit de uitlaat regelen teneinde een gewenste verwerkingsgraad te verzekeren.

5. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de speling is gekozen om voorafbepaalde omstandigheden van afschuiving en spanning te verkrijgen op het vloeibare materiaal dat voorbij het tegenhoud-middel (38) wordt meegesleept.

6. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de speling ligt tussen ongeveer 0,76 mm en ongeveer 3,175 mm.

7. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de zijvlakken van het onderdeel (38) 35 met het tegenhoudoppervlak (40) bij de zijwanden (24) zijn voorzien van een ondersnijding (44) voor het mengen van de vloeistof, wanneer de vloeistof wèrdt meegesleept voorbij dit onderdeel (38).

8. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met 40. e t kenmerk, dat het onderdeel (32) met het eind- Ί 9 0 9 2 0 T * - 28 - wandoppervlak (34) is uitgevoerd om tenminste een beperkte hoeveelheid vloeibaar materiaal te laten hercirculeren door de doorgang voor menging met het tegengehouden deeltjesvormige materiaal.

9. Inrichting volgens conclusie 1 Of 2, met het kenmerk, dat tussen de inlaat en het onderdeel (38) met het tegenhoudoppervlak (40) een middel (60) is geplaatst om een deel van het vloeibare materiaal af te buigen van de wanden (24) teneinde het vloeibare materiaal 10 te mengen met tegengehouden deeltjesvormig materiaal.

10. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door een middel (57) dat een accumulatie van een deel van het vloeibare materiaal aan de voorrand van het tegenhoudoppervlak (40) veroorzaakt, zodat het geaccumuleer- 15 de vloeibare materiaal kan worden gemengd met het tegengehouden deeltjesvormige materiaal.

11. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een schraapspeling is gevormd tussen ëën van de zijvlakken van het onderdeel (38) met 20 het tegenhoudoppervlak (40) en de aangrenzende zij- — wand, zodat het vloeibare materiaal kan worden geaccumuleerd aan het tegenhoudoppervlak (40) en gemengd met het tegengehouden deeltjesvormige materiaal.

12. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met 25 het kenmerk, dat het onderdeel (32) met het eindwand-oppervlak (34) en het onderdeel (38) met het tegenhoudoppervlak (40) beide zijn voorzien van secties (56? 57) die zich naar elkaar toe uitstrekken, en een voorafbepaald deel van de ruimte innemen om een poelruimte (42) met een voorafbe- 30 paalde geometrie te verschaffen die is bedoeld om voorafbepaalde afleverdrukeigenschappen voor het in de poel (42) verzamelde vloeibare materiaal te verkrijgen.

13. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het tegenhoudoppervlak (40) en 35 het eindwandoppervlak (34) met elkaar zijn verbonden en de verbindingssectie (52) een voorafbepaald deel van de ruimte tussen de oppervlakken in beslag neemt om een poel (42) met een voorafbepaalde geometrie te verschaffen die is bedoeld om voorafbepaalde afleverdrukeigenschappen voor de in de 40 poel (42) verzamelde vloeistof te verkrijgen. 7 9 0 9 2 0 T - 29 -

14. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat tenminste een deel van de breedte van het kanaal tussen de binnenvlakken van de tegenovergestelde zijwanden (24) ligt tussen ongeveer 19,5 mm en ongeveer 5 38,1 mm en de inrichting is voorzien van middelen om de wanden te roteren met een snelheid tussen ongeveer 50 en ongeveer 300 omwentelingen per minuut.

15. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het tegenhoudoppervlak (40) op 10 een afstand ligt van het eindwandoppervlak (34) en het tegenhoudoppervlak (40) dichter ligt bij het eindwandoppervlak (34) dan bij de inlaat (28).

16. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het tegenhoudoppervlak (40) op 15 een afstand van het eindwandoppervlak (34) ligt, zodat de hoek tussen deze oppervlakken ligt tussen ongeveer 10° en ongeveer 90°.

17. Inrichting volgens conclusie 16,met het k e n m e r k,dat de tussen deze oppervlakken (40; 34) ge- 20 vormde hoek ligt tussen ongeveer 15° en ongeveer 30°.

18. Werkwijze voor het verwerken van deeltjesvor-mige plastische of polymere materialen die vloeibaar worden in de loop van de verwerking, met het kenmerk, dat het deeltjesvormige materiaal in een toevoerpunt wordt 25 toegevoerd aan een ringvormige verwerkingsdoorgang die bestaat uit een kanaal met tegenoverliggende wanden -en een coaxiaal stilstaand oppervlak dat samenwerkt met het kanaal om het materiaal in de doorgang te houden, een vloeistofver-zameleindwandoppervlak wordt verschaft dat is geplaatst 30 bij een afvoerpunt dat over een belangrijk deel van de omtreks-afstand rondom de doorgang verwijderd ligt van toevoerpunt, en in de doorgang een onderdeel wordt geplaatst met een oppervlak dat op een afstand van het eindwandoppervlak ligt en een belangrijke beweging van de hoofdmassa van het aan de 35 doorgang toegevoerde deeltjesvormige materiaal kan tegenhouden en een speling vormt tussen de zijden van het onderdeel met het tegenhoudoppervlak en de binnenwandoppervlakken van het kanaal, waarbij het onderdeel met het tegenhoudoppervlak is geplaatst in de doorgang voor het verkrijgen van een ruim- 40 te voor vloeibaar materiaal tussen het tegenhoudoppervlak en 790920T - 30 - het eindwandoppervlak voor het verzamelen van een poel van vloeibaar materiaal dat tenminste een voldoend oppervlak van de binnenwandoppervlakken van het kanaal kan bevochtigen en daaraan kan hechten bij rotatie voor het opwekken van de 5 afleverdruk, waarbij het kanaal wordt geroteerd in een richting vanaf het toevoerpunt naar het afvoerpunt om een relatieve beweging tussen het aan de roterende wanden hechtende materiaal en de hoofdmassa van het deeltjesvormige materiaal te verkrijgen dat wordt tegengehouden door het oppervlak dat 10 het deeltjesvormige materiaal tegenhoudt, waarbij vloeibare delen van het materiaal in contact met de roterende wanden worden meegesleept door de speling naar het eindwandoppervlak en waarbij het voorwaarts meegesleepte vloeibare materiaal wordt verzameld als een vloeistofpoel tegen het 15 eindwandoppervlak voor geregelde verwerking en/of afvoer.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat voorafbepaalde spannings- of afschuif-omshandigheden worden uitgeoefend op het vloeibare materiaal, wanneer het materiaal wordt meegesleept door de speling 20 naar het eindwandoppervlak.

20. Werkwijze volgens conclusie 18, m e t h e t kenmerk, dat een deel van het vloeibare materiaal wordt meegesleept voorbij het afvoerpunt, en het vloeibare materiaal wordt gemengd met het tegengehouden deeltjesvor- 25 mige materiaal.

21. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat een deel van het vloeibare materiaal wordt meegesleept naar het tegenhoudoppervlak en een deel van het vloeibare materiaal wordt gemengd met tegengehouden deeltj.es- 30 vormig materiaal aan het tegenhoudoppervlak.

22. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat een deel van het van de inlaat naar het tegenhoudoppervlak meegesleepte vloeibare materiaal wordt gemengd met deeltjesvormig materiaal dat wordt tegengehou- 35 den tussen de inlaat en hét tegenhoudoppervlak.

23. Werkwijze volgens conclusie 18, m e t h e t kenmerk, dat het deeltjesvormige materiaal wordt verwarmd in de doorgang om het deeltjesvormige materiaal te smelten.

24. Werkwijze volgens conclusie 18, met het 79 a 92 0 i - 31 - kenmerk, dat de afvoer van het vloeibare materiaal uit de uitlaat wordt geregeld om een gewenste verwerkingsgraad te verzekeren. t 79 0 9 2 0 f