專利名稱：生產(chǎn)交聯(lián)擠出產(chǎn)品的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是按權(quán)利要求1前序部分的一種生產(chǎn)交聯(lián)擠出產(chǎn)品的設(shè)備。
此類設(shè)備例如可由DE-OS 2554525已知，該設(shè)備是作為螺桿擠壓機(jī)制成的，經(jīng)擠出機(jī)加料斗向該設(shè)備加入聚合物。在使用這種已知設(shè)備時，將與聚合物混合并主要以液體形式存在的其它化合物成份在加料斗的下方或是在擠出機(jī)的頸部直接注入。
然而，使聚合物完全而均勻交聯(lián)的決定性條件是所有化合物組份能達(dá)到充分的混合。而這類混合恰恰是已知設(shè)備的主要缺點(diǎn)。通過單純地在位于擠出機(jī)加料斗或擠出機(jī)頸部的聚合物中注入固定的成份，僅在圍繞注入點(diǎn)的范圍內(nèi)達(dá)到高添加劑濃度。緊接著在擠出機(jī)中通過耗費(fèi)很大制成的螺桿甚至于還在均化期間混合反應(yīng)混合物。此外，除了不利的前題條件外，良好交聯(lián)還需要耗費(fèi)很大構(gòu)成的并且只能用很大開支才能制成的擠出機(jī)螺桿。
因此本發(fā)明的任務(wù)是制成一種設(shè)備，用該設(shè)備能達(dá)到反應(yīng)混合物組成成分更好的混合，并且該設(shè)備可以低成本制成。
按本發(fā)明通過權(quán)利要求1的技術(shù)構(gòu)思來實(shí)現(xiàn)所提出任務(wù)的解決方案。
本發(fā)明設(shè)備的主要特征是，在塑料顆粒(聚合物)供料斗和擠出機(jī)之間設(shè)定一全部反應(yīng)混合物組成成分預(yù)混合的附加混合器。因此尤其有利的是，在一專門設(shè)定的容器中的全部反應(yīng)混合物組分一起加入混合器中并相互充分混合，直到最終反應(yīng)混合物達(dá)到最佳混煉再供給擠出機(jī)。
該反應(yīng)混合物組分的最佳混煉同樣有利于總擠出設(shè)備的效率，因此迄今對生產(chǎn)方法必需的具有長徑比為30×D的擠出螺桿根據(jù)本發(fā)明可用具有長徑比為26×D的擠出機(jī)代替。通過這種輕型擠出機(jī)降低了總設(shè)備的制造成本。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，混合器可在垂直方向上實(shí)現(xiàn)混煉。因此，混合器包括一個在垂直方向位于上方的塑料顆粒的流入口和至少一個添加劑的進(jìn)料口，它在混合器的側(cè)面形成并經(jīng)它從水平方向?qū)⑻砑觿┳⑷朐谏厦娲怪狈较蜃⑷氲念w粒流中。尤其當(dāng)該進(jìn)料口位于混合器上方區(qū)域時，在聚合物流垂直方向上注入一種或多種添加劑將產(chǎn)生反應(yīng)混合物組成成份的第一次料流的混煉，此后，在它填滿其下方的混合室后，借助于攪拌棒它將進(jìn)行第二次機(jī)械混煉。
此外，第一混合階段還可由此進(jìn)行優(yōu)化，即與相對于注入塑料顆粒的料流同軸安裝攪拌棒，并在整個徑向上安裝由該棒離開的支柱。在這樣攪拌棒定位情況下，顆粒成份對固定支柱和攪拌棒碰撞并由此達(dá)到在混合室內(nèi)的強(qiáng)烈渦流，由此水平注入的添加劑能更好地潤濕渦動的顆粒組分。同時由此降低反應(yīng)混合物進(jìn)行機(jī)械攪拌的時間。
水平設(shè)計混合器還產(chǎn)生了其它優(yōu)點(diǎn)，同時在混合器周圍可設(shè)計分布許多添加劑的進(jìn)料口，由于混合器側(cè)面很容易進(jìn)行法蘭連接，使相應(yīng)計量單元的法蘭連接非常方便。
本發(fā)明的發(fā)明主題不僅由單項(xiàng)權(quán)利要求的主題得出，而且也由各個權(quán)利要求相互結(jié)合的主題得出。在所有文件中-包括摘要-所公開的說明和特征，尤其是在附圖中所描述的立體結(jié)構(gòu)，只要其單獨(dú)的或相互的結(jié)合對現(xiàn)有技術(shù)來說是新的，都將作為發(fā)明的主要內(nèi)容要求保護(hù)。
下面僅以代表實(shí)施方式的附圖更詳細(xì)解釋本發(fā)明。因此由附圖和其說明可進(jìn)一步看出本發(fā)明的發(fā)明主要特征和優(yōu)點(diǎn)。
圖1表示本發(fā)明設(shè)備的概略說明;
圖2表示本發(fā)明混合器的縱向剖視圖。
在圖1中，概略說明本發(fā)明擠出設(shè)備1的結(jié)構(gòu)，它有一個螺桿擠出機(jī)2，一個位于擠出機(jī)2上方的聚合物顆粒(聚乙烯)加料斗3，聚合物顆粒經(jīng)加料斗3流入在加料斗3和擠出機(jī)之間定位的混合器4。此外，在該混合器4中，來自劑量泵單元5的添加劑(這里為硅烷溶劑)輸入管經(jīng)注入噴嘴7流入到混合器4的內(nèi)部。
在容器4內(nèi)有攪拌棒8，它(以后將詳細(xì)說明)可由驅(qū)動器9驅(qū)動。螺桿擠出機(jī)2是塑料擠壓機(jī)中已知的擠出機(jī)，它的長徑比為約26∶1并且在此不做更詳細(xì)的描述。將直接來自螺桿擠出機(jī)2上方定位的混合器的并已最佳預(yù)混好的待加工塑料反應(yīng)混合物供料給螺桿擠出機(jī)2。
混合器4基本由朝上開口的混合器外殼11構(gòu)成，外殼由上部12和下部13構(gòu)成。為此下部13與上部12固定焊接并且是朝下縮小的方形漏斗。在下部13的下側(cè)置有方形管件14，它同時也是法蘭連接件的一部分。法蘭15在方形管14的周圍以與管下邊緣一定距離定位，以使方形管14的一小塊超出法蘭15的其它平坦下部，在混合器4的連接法蘭接到螺桿擠出機(jī)2時法蘭15用來定中心。
混合器外殼11的上部12同樣以方形管制成，其中所有其四邊都與連接法蘭盤17一起形成進(jìn)料器30，其側(cè)面法蘭盤由與反應(yīng)混合物混合的添加劑加料斗7相連接并可借助螺釘固定。如果所需要的供料口30少于4個，可借助螺栓關(guān)閉蓋18將其封閉。
朝上開口的上部12的截面面積帶有與上部12固定連接的法蘭環(huán)20，法蘭環(huán)20上安放有傳動齒輪21。傳動齒輪21是攪拌棒8的驅(qū)動裝置9的一部分并同時構(gòu)成混合外殼11的上邊界。
傳動齒輪21主要由矩形齒輪箱22構(gòu)成，該箱有一垂直鉆孔23，該鉆孔作為聚乙烯顆粒的入口，在齒輪箱的上面由管接頭24將入口23鑲邊。管接頭24用作靠混合器上部連接法蘭的加料斗3的定位中心。入口開口23同時用作攪拌棒支柱25的套筒，支柱在入口23內(nèi)同軸設(shè)置安裝。
支柱25包括筒26，它裝在齒輪箱的入口23內(nèi)的球軸承27和相應(yīng)密封圈28上，是繞筒長軸是可轉(zhuǎn)動的。筒26形成攪拌棒驅(qū)動器9的圓柱齒輪32的空心軸。通過其軸向的張力墊圈29和通過切線方向的棱鍵33來固定圓柱齒輪32。在圓柱齒輪32中有齒輪34，它再與電機(jī)(未標(biāo)出)的小齒輪35嚙合。因此，根據(jù)各齒輪的直徑和齒數(shù)可確定電機(jī)齒輪的所需傳動比，以調(diào)整攪拌棒8的混合強(qiáng)度。
在筒26的上端于筒26的內(nèi)直徑中形成相31，它應(yīng)阻止通過入口23流入的聚乙烯顆粒對筒正面邊緣的碰撞，并可能在入口范圍內(nèi)受阻塞。在混合容器內(nèi)室面向筒26的正面上徑向安裝隔板37，它同軸固定到中軸定位的螺母38上。螺母38構(gòu)成攪拌棒8的加固固定，攪拌棒8用相應(yīng)的螺桿在垂直桿42的上端用螺母38固定。在攪拌棒支柱25和攪拌棒8之間螺桿連接的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)所生成反應(yīng)混合物組成和/或流量不同可用螺釘擰固并使用不同形狀的攪拌棒。
在本實(shí)施例中，攪拌棒由垂直桿41構(gòu)成，在垂直桿41上以不同的定位高度徑向向外固定有若干水平桿42。最高水平桿設(shè)置在供料口30的下面，以便在注入噴嘴7的口部周圍范圍內(nèi)不阻礙渦流。
在供料口30中的連接法蘭盤17上借助盲塞45突出地安裝注入噴嘴7。其中在盲塞45的鉆孔中這樣安裝噴嘴，直到對盲塞45的側(cè)面用在噴嘴范圍面上的軸擋銷將它固定，軸套47從盲塞的背面套在噴嘴46上，并用固定螺母48固定到盲塞45上。在噴嘴46中形成軸向通道鉆孔，其中閥49可以箭頭方向51移動。該閥49由螺簧50環(huán)繞，螺簧50通過彈簧擋銷52以封密狀態(tài)使閥體保持靜止?fàn)顟B(tài)。在噴嘴46的后端和固定螺母48的內(nèi)部有一空腔53，進(jìn)料管道6流入該空腔中。
在混合器4中添加劑添加規(guī)定劑量的情況下，由劑量單元5來的添加劑在空腔53中形成一壓力，如果該壓力足夠大，可以朝箭頭51方向克服彈簧預(yù)應(yīng)力推動閥，將由此打開噴嘴。在這種操作狀態(tài)可向混合器4內(nèi)腔注入添加劑。若進(jìn)料管道6中的壓力降低，以致于朝彈簧擋銷52的壓力低于彈簧力，那么彈簧使閥49以箭頭方向51反向運(yùn)動并由此再次關(guān)閉噴嘴。通過靠壓力開關(guān)噴嘴避免了添加劑在噴嘴口的凝集，并保證只有一定壓力的添加劑才能注入混合器內(nèi)部，以便能夠達(dá)到足夠好的混煉。
因此，用本發(fā)明的混合器4能首次在供給擠出機(jī)前使全部反應(yīng)混合物組分達(dá)到最佳預(yù)混合，由此達(dá)到聚合物的均勻交聯(lián)并改善最終產(chǎn)品。
該設(shè)備尤其但并非唯一適用于制造聚合物的擠出產(chǎn)品，通過加入一種可水解的不飽和硅烷、至少一種自由基組分、以及至少一種硅烷醇縮合反應(yīng)的催化劑到擠出機(jī)中來交聯(lián)聚合物。


1.擠出設(shè)備 2.螺桿擠出機(jī) 3.加料斗(聚乙烯) 4.混合器5.計量泵單元 6.進(jìn)料管道 7.注入噴嘴 8.攪拌棒9.驅(qū)動裝置 10.擠出機(jī)螺桿 11.混合器外殼 12.上部13.下部 14.方形管 15.法蘭 16.排泄口17.連接法蘭盤 18.蓋 19.螺釘 20.法蘭環(huán)21.傳動齒輪 22.齒輪箱 23.入口(聚乙烯) 24.管接頭25.攪拌棒支柱 26.筒 27.球軸承 28.密封圈29.張力墊圈 30.供料口 31.相 32.圓柱齒輪33.棱鍵 34.齒輪 35.小齒輪 37.隔板38.螺母 39.螺桿 40.端點(diǎn) 41.垂直桿42.水平桿 45.盲塞 46.噴嘴 47.軸套48.緊固螺母 49.閥 50.彈簧 51.箭頭方向52.彈簧擋銷 53.空腔
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)聚合物擠壓產(chǎn)品的設(shè)備，通過在聚合反應(yīng)中加入至少一種添加劑交聯(lián)所說的聚合物，該設(shè)備由-一臺擠出設(shè)備，它將反應(yīng)混合物制成所需要的形式；-一個塑料顆粒的加料裝置；-至少一種添加劑的加料裝置組成，其特征在于，在塑料顆料(聚乙烯)加料裝置(3)和擠出設(shè)備(2)之間設(shè)定裝置(4)，以使所有反應(yīng)混合物組分在加入擠出設(shè)備(2)之前進(jìn)行混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，混合裝置(4)主要包括一個塑料顆粒入口(23)，至少一種添加劑的至少一個加料裝置(5、6、7)，為使塑料顆粒與一種或多種添加劑混合的一個攪拌裝置(8)，以及反應(yīng)混合物的一個排泄口(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于，塑料顆粒入口(23)垂直設(shè)定在混合裝置(4)上方，反應(yīng)混合物的排泄口(16)設(shè)定在混合裝置下面，而加料口(5、6、7)在側(cè)面形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于，加料口(7)設(shè)定在混合裝置的上部范圍側(cè)面，在該范圍塑料顆料加入混合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于，在混合裝置(4)的內(nèi)部形成可轉(zhuǎn)動和可驅(qū)動的攪拌裝置(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征在于，由與入口(23)同軸設(shè)置的垂直桿(41)形成攪拌裝置(8)，在垂直桿(41)上，沿周邊范圍和相互隔一定距離沿長度分布以軸向設(shè)置桿(42)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于，攪拌棒(8)是可由驅(qū)動器(21)繞垂直軸驅(qū)動的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，以噴嘴形式形成添加劑加料口(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其特征在于，注入噴嘴(7)有一個閥(49)，根據(jù)噴嘴(7)上存在的添加劑壓力該閥開啟或關(guān)閉注入噴嘴(7)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征在于，驅(qū)動裝置(21)具有為攪拌棒(8)垂直設(shè)定的空心軸(26)，該空心軸(26)包括一個中心垂直的鉆孔(23)，鉆孔(23)作為塑料顆粒的入口，其中攪拌棒(8)的垂直桿(41)經(jīng)徑向隔板(37)與空心軸(26)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其特征在于，徑向隔板(37)經(jīng)螺桿(38)與垂直桿(41)相連接，根據(jù)反應(yīng)混合物組成和/或流量可安裝不同的攪拌棒(8)。
全文摘要
生產(chǎn)聚合物擠壓產(chǎn)品的設(shè)備，通過在聚合反應(yīng)中加入至少一種添加劑交聯(lián)所說的聚合物。該設(shè)備由一臺擠出設(shè)備，它將反應(yīng)混合物制成所需要的形式，一個塑料顆粒的加料裝置，至少一種添加劑的加料裝置組成。其特征是，在塑料顆粒(聚乙烯)加料裝置(3)和擠出設(shè)備(2)之間設(shè)定裝置(4)以使所有反應(yīng)混合物組分在加入擠出設(shè)備(2)之前進(jìn)行混合。
文檔編號B29B7/00GK1110645SQ9410556
公開日1995年10月25日 申請日期1994年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月19日
發(fā)明者維爾訥·肯普特 申請人:伯哈德魯斯蒂格有限公司及兩合公司