專利名稱：特別用于顆粒材料的除濕方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顆粒材料的操作靈活的除濕設(shè)備及其方法，特別適于包括一種或多種塑性材料的顆粒材料。
在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語(yǔ)“顆?！奔戎割w粒狀材料，也指研磨或磨碎的塑性材料片，其包括鱗狀片、層狀材料片，即還主要是平面表面的片。
背景技術(shù)：
在塑性材料成形方法中，除濕是一個(gè)非常重要的處理工藝，特別是在顆粒材料的高溫熔化步驟之前進(jìn)行。在除濕處理期間，除去包含在或者與顆粒材料的顆粒(特別是所謂的“吸濕”顆粒材料)相結(jié)合的水分。從顆粒材料去除任何濕氣是必需的，因?yàn)樵谒苄圆牧系能浕蜔崛刍陂g，水將會(huì)滲入聚合物分子鏈，這將會(huì)導(dǎo)致分子鏈斷裂，以及在冷卻過程中形成氣泡、氣孔和結(jié)構(gòu)上和顏色上的不連續(xù)，從而最后得到的成形的塑性材料機(jī)械特性差。
已經(jīng)提出用于顆粒材料的除濕設(shè)備，也被稱為除濕器或干燥器，在這些設(shè)備中提供所謂的分子篩的應(yīng)用的那些設(shè)備是最成功的。分子篩具有幾乎完全吸附室溫下流經(jīng)的任何空氣中的濕氣的特性。分子篩容納在被稱為塔的合適的外殼中，其一方面設(shè)置有潮濕空氣入口，另一方面設(shè)置有干燥空氣出口。來自于分子篩的干燥空氣被加熱，接著使得其流經(jīng)這一批待除濕的顆粒材料，從而包含在該顆粒材料中的濕氣逐步地傳送到干燥的熱空氣，并且由其運(yùn)送走。除濕操作的持續(xù)時(shí)間依賴于多個(gè)不同因素，諸如濕氣殘留量、溫度以及干燥空氣流等。分子篩的濕氣吸附性能仍然在數(shù)量上有限，并且在一定時(shí)間后達(dá)到飽和。為此原因，使用一組分子篩，其設(shè)置在能夠彼此平行地連接的合適容器或塔中，使得一個(gè)塔中的分子篩飽和后，潮濕空氣供應(yīng)到另一分子篩塔中，而對(duì)已飽和的塔進(jìn)行再生處理。從而，大多數(shù)除濕設(shè)備通常由兩個(gè)分子篩塔來操作，這些塔以交替循環(huán)的方式運(yùn)行。在授權(quán)給本發(fā)明的申請(qǐng)人的EP-1475593中披露了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的除濕設(shè)備。
迄今為止已知的除濕設(shè)備盡管在許多方面看來是令人滿意的，但是它們還是比較“剛性”，即它們不允許干燥空氣流率根據(jù)實(shí)際使用需要而變化，從而可能進(jìn)行超量供應(yīng)干燥的熱空氣處理步驟，而導(dǎo)致能量浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種靈活的除濕方法，即一種可使得來自于每個(gè)分子篩塔或容器的任意干燥空氣的流率根據(jù)該設(shè)備的多個(gè)預(yù)定的運(yùn)行參數(shù)而變化的方法。
本發(fā)明的另一目的是所述除濕方法使得能夠與處理空氣流中任何可能流率變化無關(guān)地使得每個(gè)分子篩塔進(jìn)行正確地再生。
本發(fā)明的另一目的是所述除濕方法能夠?qū)嵸|(zhì)地節(jié)省熱能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種除濕設(shè)備，其適于以最優(yōu)的方式實(shí)施本發(fā)明的可變流率除濕操作。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種顆粒材料除濕設(shè)備，該除濕設(shè)備包括至少一個(gè)筒倉(cāng)或給料斗，其設(shè)置成在其頂部接收待除濕的顆粒材料，還設(shè)置有受控的下輸送口，至少一個(gè)供給管，該供給管設(shè)計(jì)成插入容納在每個(gè)給料斗中的顆粒材料內(nèi)，以向其供應(yīng)干燥的熱處理空氣，和至少一個(gè)用于潮濕的處理空氣的排出管；至少兩個(gè)分子篩塔，其設(shè)置成交替地將干燥的熱處理空氣供應(yīng)到至少一個(gè)給料斗，每個(gè)塔在其內(nèi)限定一個(gè)用于容納分子篩的空間和用于容納加熱裝置的腔，該空間和該腔在其一端彼此流體連通，同時(shí)在其另一端與相應(yīng)的空氣入口/出口管流體連通；空氣加壓或泵送裝置，其設(shè)置成在其吸入(入口)側(cè)接收來自相應(yīng)的排出管的潮濕處理空氣，并且在其輸送側(cè)將加壓空氣供給到每個(gè)分子篩塔；切換-分流裝置，其位于該加壓裝置的輸送側(cè)和用于分子篩的容納空間的入口/出口管之間，由此在處理步驟和再生步驟之間切換分子篩塔中的至少一個(gè)；和可編程電子控制單元。該顆粒材料除濕設(shè)備還包括加壓閥裝置，其位于用于每個(gè)分子篩塔的加熱裝置的容納腔的入口/出口管之間，并設(shè)置成在再生步驟期間在塔內(nèi)確保最小的壓力；和溫度檢測(cè)裝置，其電氣地連接到可編程電子控制單元的輸入端。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種使得用于顆粒材料的除濕設(shè)備中的分子篩塔再生的方法，該方法依次包括將分子篩加熱到約300℃的溫度，和冷卻所述分子篩，其特征在于，所述冷卻包括將待冷卻塔中的空氣與來自于另一分子篩塔的處理空氣可控制地混合，所述混合通過所述切換/分流裝置根據(jù)溫度檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的溫度而控制。


從下面以實(shí)施本發(fā)明的非限制性實(shí)施例的方式并結(jié)合附圖給出的詳細(xì)說明，本發(fā)明進(jìn)一步的特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更明顯，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的可變流率除濕設(shè)備的框圖，其具有兩個(gè)塔，為清楚起見，部件由剖視圖示出；圖2示出圈1的細(xì)節(jié)，其中以放大比例示出了隔膜閥，但其處于不同的運(yùn)行情形；圖3是圖1中示出的滑動(dòng)閥的放大比例的剖視圖；圖4是圖3的滑動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)組件部分剖除的立體圖；和圖5示出圈1中示出的加壓閥的放大比例的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參照上述附圖，會(huì)注意到根據(jù)本發(fā)明的除濕設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)筒倉(cāng)或給料斗1，其設(shè)計(jì)成容納一批待除濕的顆粒材料2。每個(gè)給料斗1具有底部，該底部設(shè)置有朝向用于顆粒材料2的下排放口3傾斜的一個(gè)或多個(gè)壁，下排放口3由定量設(shè)備或本領(lǐng)域公知的任意合適類型的分離裝置(未示出)適當(dāng)?shù)乜刂?。每個(gè)筒倉(cāng)或給料斗1在其頂部封閉并具有出口4，其直接連通到空氣排出管5的一端，其中優(yōu)選地設(shè)置有探熱儀6。每個(gè)筒倉(cāng)或給料斗1還具有干燥空氣入口7，該入口優(yōu)選地形成于其內(nèi)所容納的顆粒材料2的水平線的上方的筒倉(cāng)或給料斗的側(cè)壁中，并且其向外與其中設(shè)置有探熱儀9的干燥空氣供給管8直接連通，其向內(nèi)與例如曲柄管10的一段長(zhǎng)度直接連通，該曲柄管延伸到顆粒材料2中并終止于下部處，即靠近并位于排出開口3的上方，擴(kuò)散器11具有形成于中空的部分球體中的多個(gè)空氣出口開口，從而在容納在給料斗中待除濕的顆粒材料的下部區(qū)域處將多個(gè)噴射流引導(dǎo)到多個(gè)方向。在該設(shè)備運(yùn)行期間，該給料斗或筒倉(cāng)1或者各給料斗或筒倉(cāng)1從頂部借助于總體上用標(biāo)號(hào)12表示或者任意其它類型的裝載設(shè)備連續(xù)地裝載冷顆粒材料2。
優(yōu)選地，適于測(cè)量正進(jìn)入給料斗1的空氣流率的測(cè)量裝置設(shè)置在干燥的熱空氣供給管8中，例如設(shè)置有各自不同的壓力傳感器的文丘里管92，該壓力傳感器(未示出，具有任意合適的類型，例如在本申請(qǐng)的申請(qǐng)人的意大利專利申請(qǐng)VR2005A000128中示出并描述的類型)電氣地連接到電子控制單元15。
除濕設(shè)備還包括空氣加壓或泵送裝置，例如包括一個(gè)或多個(gè)由相應(yīng)的電動(dòng)馬達(dá)14驅(qū)動(dòng)的鼓風(fēng)機(jī)13；和電子編程控制單元15，其包括微處理器，在本領(lǐng)域中是公知的并且設(shè)計(jì)成用于控制每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)13，以及該設(shè)備的其它部件，如下所述。每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)的吸入口16同與冷卻裝置18的出口連接的空氣入口管17相連通，該冷卻裝置18包括一組或者一套平行連接的管道并且接受由相應(yīng)的電動(dòng)馬達(dá)20所操作的風(fēng)扇19的作用。冷卻管組18又在其入口處接收來自于空氣排出管5的空氣，這優(yōu)選地發(fā)生在該空氣流經(jīng)任意合適類型的過濾組件21后。每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)13的輸送側(cè)22與輸送管23相連通，該輸送管設(shè)計(jì)成將加壓空氣供應(yīng)到切換-分流閥裝置，例如任意合適類型的滑動(dòng)分流或輸送閥組件24。在入口空氣管17中設(shè)置有負(fù)壓入口25，其通過管26與壓力差檢測(cè)裝置相連通，例如電氣地連接到板或單元15的電磁閥27，將在下面解釋其運(yùn)行。電磁閥27還通過管28與設(shè)置在輸送管23中的壓力入口29相連通。
閥組件24設(shè)置有閥體，該閥體具有一個(gè)入口30、兩個(gè)主入口/出口31、32和兩個(gè)輔助出口33和34，該第一輔助出口33位于入口/出口31側(cè)，而另一個(gè)出口34位于入口/出口32側(cè)。兩個(gè)輔助出口33和34通過相應(yīng)的管35和36與共用的總管37相連通，該總管與可控制關(guān)斷裝置的入口38相連通，該可控制關(guān)斷裝置優(yōu)選地包括隔膜閥39，其由隔膜42限定了分成兩個(gè)小室40和41的內(nèi)腔，該隔膜優(yōu)選地還根據(jù)低工作壓力而動(dòng)作并且承受220-260℃或更高量級(jí)的溫度。
更好如圖2所示，隔膜閥39優(yōu)選地由借助于多個(gè)周向螺栓41b固定到一起的兩個(gè)外殼40a和41a形成，隔膜42位于二者之間，其還確保小室40和41之間的氣密式密封。小室或腔40通過設(shè)置在外殼40a中的開口43與大氣或者外部熱空氣回收系統(tǒng)相連通，而小室41通過孔41c和管44連通到電磁閥27的輸出端。
以此結(jié)構(gòu)，如果小室41借助于電磁閥27將加壓空氣供應(yīng)通過管44而受壓，將使得隔膜42朝向外殼40a彎曲并封閉空氣入口38(圖2)。相反，如果小室41借助于電磁閥27而減壓，該隔膜將移離空氣入口38，空氣能夠進(jìn)入閥39并且通過開口43排出到外部環(huán)境中。用于驅(qū)動(dòng)隔膜42所需的壓力/負(fù)壓優(yōu)選地非常低，例如為20-30毫巴的量級(jí)，并且由鼓風(fēng)機(jī)13通過加壓入口29和管28或者負(fù)壓入口25和管26提供。
較好地如圖3和4所示，由于存在兩個(gè)隔板48和49，滑動(dòng)閥組件24限定了三個(gè)內(nèi)腔兩個(gè)側(cè)腔45和46、和一個(gè)中間腔47，該隔板優(yōu)選地為兩個(gè)平坦和平行的隔板，每個(gè)隔板分別具有貫通開口50和51，開口50和51彼此對(duì)齊。側(cè)腔45和46還分別具有形成于閥組件24的閥體中的開口50a和51a，用于分別與管35和36相連通，而中間腔47與管23相連通。開口50、50a和51、51a由剛性桿52松弛地穿過，其從閥組件24的閥體伸出，從而其一端從閥體突出，以便于連接到控制裝置，該控制裝置包括線性驅(qū)動(dòng)設(shè)備，例如包括齒輪馬達(dá)，其包括可逆電動(dòng)馬達(dá)53和任意合適類型的減速齒輪54，以及齒條55，該齒條形成于剛性桿52從閥體伸出的端部處并且借助于另一齒輪減速組件操縱性地連接到齒輪馬達(dá)，該齒輪減速組件在圖4的示例中是兩個(gè)齒輪89、90。
剛性桿支撐一對(duì)閘板一個(gè)閘板56位于腔45內(nèi)，其設(shè)置成一方面打開和關(guān)閉隔板48上的開口50，另一方面打開和關(guān)閉開口50a，另一閘板57設(shè)置成一方面打開和關(guān)閉隔板49上的開口51，另一方面打開和關(guān)閉開口51a。在剛性桿52上設(shè)置閘板，使得當(dāng)閘板56關(guān)閉開口50并且保持開口50a打開時(shí)，閘板57保持開口51打開并且關(guān)閉開口51a，由此滑動(dòng)閥組件24具有兩個(gè)端部和多個(gè)中間部，這將在下面進(jìn)一步描述。
所以，在與齒條55相對(duì)的一側(cè)上，剛性桿52具有與其固定的兩個(gè)止擋件58和59。典型地為兩對(duì)壓縮彈簧或拉伸彈簧60和61的各彈性加載裝置的一端抵靠住每個(gè)止擋件，其另一端抵靠住相對(duì)于桿52固定的元件，例如齒輪89和90的固定機(jī)殼88，從而當(dāng)桿52被齒條推動(dòng)著在一個(gè)方向上移動(dòng)時(shí)，其加載彈簧60和61中的一個(gè)，而當(dāng)其在相反方向上移動(dòng)時(shí)，其加載另一彈簧。兩個(gè)止擋件58和59支撐一對(duì)微型開關(guān)62和63，其設(shè)置成抵靠住例如由齒輪馬達(dá)的機(jī)殼承載的固定的中間觸頭64，以便于使該可逆馬達(dá)53在閘板56和57的兩個(gè)末端工作位置中的一個(gè)處停止。壓縮彈簧60和61的功能在于確保剛性桿52永久地保持在推或拉的情形中，從而保持閘板或優(yōu)選地其相應(yīng)的密封件良好地壓抵隔板壁48和49。
兩個(gè)主入口/出口31、32分別與管65、66相連通，管65、66與周向環(huán)形腔或空間相連通，在周向環(huán)形腔或空間中容納有本申請(qǐng)人的上述在先專利EP-1475593中所描述類型的除濕塔68、69的分子篩67。在容納有分子篩67的環(huán)形腔或空間中，內(nèi)腔限定為用于容納加熱裝置或者熱源(典型地為一個(gè)或多個(gè)電阻器70)，其設(shè)計(jì)成與流經(jīng)內(nèi)腔的空氣交換熱量。環(huán)形內(nèi)腔或空間彼此在其一端連通(下部)，而在其另一端，它們分別連通到入口/出口管，如下所述。
在每個(gè)除濕塔68和69的頂部，分別設(shè)置有空氣入口/出口71、72，其在相應(yīng)的塔內(nèi)部?jī)H與容納熱源的內(nèi)腔相連通，而其外部分別與管73和74的一端相連通，其另一端分別與閥裝置的入口/出口75和76相連通，該閥裝置包括位于給料斗1的輸送側(cè)8上的加壓閥77。加壓閥77具有在其中一個(gè)塔68和69的再生步驟期間在低流率下確保最小壓力并且同時(shí)避免在高流率下過度壓力損耗的功能。
如圖5更詳細(xì)地示出，加壓閥77限定了內(nèi)腔或空間，其與入口/出口直接相連通，然而其能夠通過設(shè)置在隔板壁81上并可由閘板裝置82控制的開口80與上部出口79相連通。出口79又與用于將干燥空氣供給到給料斗1的管8相連通。
閘板82由桿或銷83支撐，該閘板以任意合適的方式在大致豎直的方向上滑動(dòng)地安裝在腔78內(nèi)。優(yōu)選地，閘板82借助于可螺接到銷83的頭部中的固定螺釘84而安裝在銷83的頂部，并且銷-閘板-固定螺釘組件形成了一個(gè)整體的單元，其整個(gè)一體地移動(dòng)并具有預(yù)定的重量。由加壓閥的此種結(jié)構(gòu)，腔78內(nèi)在開口80處的空氣壓力施加一個(gè)與銷-閘板-螺釘組件的重力相反的力。當(dāng)空氣壓力例如7-10毫巴使得閘板被提升，空氣還能夠通過開口80流到出口79和管8。
若需要，閘板裝置80除了由重力操作，還能夠以任意合適的方式彈性加載，例如借助于圖中未示出的一個(gè)或多于兩個(gè)校準(zhǔn)彈簧加載。
下面將參照?qǐng)D1中示出的兩個(gè)除濕塔來解釋上述設(shè)備的操作，盡管也能夠提供一個(gè)或多于兩個(gè)的除濕塔。
在圖1中示出的框圖中，來自于除濕塔69的干燥的熱空氣被供應(yīng)到給料斗1，而再生塔68經(jīng)受分子篩67的再生循環(huán)。電阻70加熱通過管73供應(yīng)的空氣，合適地連接到電子控制單元15的探熱儀設(shè)置成控制供應(yīng)到電阻70的電流，以便于在空氣流經(jīng)分子篩67之前將塔中加熱空氣的溫度保持在約300℃。加熱的空氣從底部向上穿過分子篩67，從而使其再生，接著排出到管65中，其帶走從分子篩去除的任何濕氣。在管65中，還設(shè)置有探熱儀86，其設(shè)置成檢測(cè)由再生塔68流出的空氣的溫度，并且一旦這個(gè)溫度達(dá)到預(yù)定值，控制輸入信號(hào)將施加到電子控制單元15，由此關(guān)斷空氣加熱電阻70的電流供應(yīng)。此時(shí)，塔68的冷卻步驟啟動(dòng)。
管65將載有來自于塔68的濕氣的空氣供應(yīng)到滑動(dòng)閥組件24的入口31，其在圖示的工作情形中，即閘板56關(guān)閉開口50而閘板57關(guān)閉開口51a時(shí)，使得空氣流通過側(cè)腔45轉(zhuǎn)向管35，從而到達(dá)隔膜閥39的入口38?？諝馔ㄟ^入口38進(jìn)入小室40，并通過開口43排出到外部。由于相對(duì)地設(shè)置在小室41中的受控壓力隔膜的作用，小室40被連續(xù)地校準(zhǔn)，由此確保受控量的潮濕再生空氣從其中流過。入口38與開口43相連通，直到在小室41中維持負(fù)壓情形，并且在再生空氣加熱步驟和后續(xù)的正在再生的除濕塔的冷卻操作期間，這個(gè)情形都得以維持。
一旦塔68的再生過程結(jié)束，若執(zhí)行處理空氣除濕步驟的另一塔69的濕度還未飽和，隔膜閥39將關(guān)閉，即電動(dòng)閥或電磁閥27由控制單元15操作而切換，從而將加壓空氣供給到小室41，這導(dǎo)致隔膜42被推抵入口38的開口，從而將其關(guān)閉(圖2)，由此從該設(shè)備的其余部件中“關(guān)斷”再生塔68。
顯然，當(dāng)塔68再生或關(guān)斷時(shí)，另一塔69連續(xù)地進(jìn)行對(duì)待供給到給料斗1的處理空氣的除濕工作。更具體地，來自于鼓風(fēng)機(jī)13的輸送管23的處理空氣進(jìn)入閥組24的中間腔47，流經(jīng)正打開的開口51，進(jìn)入管66，接著進(jìn)入到塔69中容納分子篩67的周向環(huán)形腔中。一旦處理空氣已經(jīng)進(jìn)入塔69，其從塔的上部向下流經(jīng)分子篩并且將其含濕量傳遞給分子篩。然后，空氣溫度由設(shè)置在塔底部的探熱儀85檢測(cè)，并且已除濕的處理空氣沿著塔的內(nèi)腔升起，并在那里受到設(shè)置在其內(nèi)的電阻70加熱，在頂部變得干燥和灼熱，通過出口72和管74到達(dá)加壓閥77的入口76。
加壓閥77的專門任務(wù)是確保在管73和74中維持例如7-10毫巴的最小壓力，以保證在再生塔的再生操作期間干燥空氣的恒定供應(yīng)，塔68處于圖1示出的情形中。
沿著管8流經(jīng)加壓閥77的出口79的空氣被供應(yīng)到擴(kuò)散器11，由此流經(jīng)一批存儲(chǔ)在給料斗1中的顆粒材料，然后由鼓風(fēng)機(jī)13抽吸而經(jīng)過管5、過濾器21和冷卻裝置18流出。
當(dāng)塔69變得飽和時(shí)，塔的角色必須轉(zhuǎn)換。所以，控制單元15將向馬達(dá)53施加輸出控制信號(hào)，由此使得滑動(dòng)閥組件24改變其運(yùn)行狀態(tài)，即閘板56移動(dòng)以打開開口50并關(guān)閉開口50a，而閘板57將打開開口51a并關(guān)閉開口51，同時(shí)彈簧61受壓直到微型開關(guān)63抵靠住固定觸頭64。由于閥組件24的新運(yùn)行狀態(tài)，已再生的塔68將設(shè)定為通過腔47和開口50與鼓風(fēng)機(jī)13的輸送側(cè)相連通，從而干燥的熱處理空氣通過加壓閥77供應(yīng)到塔1。
當(dāng)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的除濕設(shè)備時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)是考慮以處理機(jī)械的最大輸出率需要供給到一個(gè)或多個(gè)處理機(jī)械中的除濕材料的流率，所述處理機(jī)械典型地為注塑成型壓機(jī)和/或擠出機(jī)。人們通常根據(jù)待處理的顆粒材料的流率，典型地以kg/h表示，以及使其除濕所需要的時(shí)間確定給料斗的顆粒材料存儲(chǔ)和供給能力。而且由給料斗供給的干燥的熱空氣的流率通常根據(jù)能夠供給到處理機(jī)械的顆粒材料的最大流率而確定，并且由最難以除濕的材料例如最吸濕的材料得出極限值(due account)。結(jié)果，存在一個(gè)明顯的趨勢(shì)是傳統(tǒng)的除濕設(shè)備尺寸過大。
注塑成型壓機(jī)中沖模通常供給以低于與該處理機(jī)械的最大流率(按照可注塑材料的數(shù)量)相對(duì)應(yīng)的顆粒材料量的顆粒材料量。從而，例如對(duì)于具有薄壁和/或?qū)掗煴砻娴哪Ｖ萍枰褂么笮蛪簷C(jī)，關(guān)閉沖模需要較大的力。然而，僅僅使用能夠注射到該壓機(jī)的顆粒材料的最大流率的較小比例。從而，市場(chǎng)上可獲得的傳統(tǒng)的注塑成型壓機(jī)適于用在具有實(shí)質(zhì)節(jié)省能量的實(shí)際模制需求。
然而，設(shè)計(jì)成供應(yīng)注塑成型壓機(jī)的傳統(tǒng)的顆粒材料除濕設(shè)備是剛性的，在此意義上它們本身不能適應(yīng)于供應(yīng)到下游的處理機(jī)械的顆粒材料的任何變化。為此原因，傳統(tǒng)的除濕設(shè)備總是在單位時(shí)間內(nèi)供給同樣量的顆粒材料和干燥熱空氣，這個(gè)量在設(shè)備校準(zhǔn)步驟中設(shè)定，由于該材料在過長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)暴露于較高的溫度，并且材料的拉延減小受到影響以及熱空氣保持過高的流率，這導(dǎo)致能量消耗高，而在正在處理的顆粒材料中產(chǎn)生熱應(yīng)力。
與傳統(tǒng)的設(shè)備不同，根據(jù)本發(fā)明的除濕設(shè)備是靈活的系統(tǒng)，即，其適于方便地控制并根據(jù)下游處理機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)的變化而調(diào)節(jié)大量的變量，即特別是特定的空氣流率、空氣流率、單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量和顆粒材料在給料斗1中停留時(shí)間。
在本文件中，特定的空氣流率表示必須供應(yīng)到每千克待除濕的顆粒材料所需要的干燥的熱空氣的量。從而，例如，特定的空氣流率2m3/kg是指2m3的空氣供應(yīng)到每千克待除濕的給定顆粒材料，例如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)。
單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量是指待除濕塑性顆粒材料以kg/h表示的所需的每小時(shí)流率。為了確定這個(gè)變量，需要考慮能夠用于注塑成型壓機(jī)的最大尺寸沖模每小時(shí)消耗的顆粒材料。為了計(jì)算所需的空氣流率，人們必須將上述定義的結(jié)果乘以對(duì)于該專門給定的待除濕材料的特定的空氣流率。從而，例如，如果對(duì)于給定的處理機(jī)械，每小時(shí)顆粒材料的消耗量為30kg/h，特定的空氣流率2m3/kg與之對(duì)應(yīng)，將需要每小時(shí)流率為30kg/h×2m3/kg＝60m3/h的干燥熱空氣。
因此，根據(jù)本發(fā)明的除濕設(shè)備設(shè)置有如下裝置，其適于改變由電子控制單元15控制的鼓風(fēng)機(jī)13的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，并且使得可以改變來自于鼓風(fēng)機(jī)13的空氣的流率。這種設(shè)置為改變鼓風(fēng)機(jī)的速率的裝置優(yōu)選地為機(jī)械類型的，例如變速器，并且更優(yōu)選地為電子類型的，例如設(shè)計(jì)成改變供應(yīng)到鼓風(fēng)機(jī)13的馬達(dá)14的電流的頻率的任意合適類型的逆變器87。由于逆變器87的存在，除濕設(shè)備能夠以靈活方式運(yùn)行，從而使其本身首先適應(yīng)于單位時(shí)間內(nèi)較小的顆粒材料消耗量的需求，這使得其能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)質(zhì)上節(jié)省熱能。
為此，一個(gè)表存儲(chǔ)在控制單元15的第一部分存儲(chǔ)器中，其包括第一大量顆粒塑性材料以及在設(shè)備中能夠使用的相應(yīng)的主要處理參數(shù)的列表。在控制單元的第二部分存儲(chǔ)器中，將還可存儲(chǔ)用實(shí)驗(yàn)方法獲得的與其它材料(實(shí)驗(yàn)材料)有關(guān)的處理參數(shù)和特征。
一旦選定了列在表中的特定的待除濕顆粒材料或者實(shí)驗(yàn)材料、以及待由給料斗1供給并且待供應(yīng)到放置在該除濕設(shè)備下游的一個(gè)或多個(gè)處理機(jī)械的干燥的顆粒材料每小時(shí)的消耗量，控制單元15將自動(dòng)地計(jì)算所需的空氣流率并將其存在表中，即與給料斗1中可得到的特定的顆粒材料相關(guān)的特定的空氣流率，并且從而得到供應(yīng)到設(shè)計(jì)成運(yùn)行鼓風(fēng)機(jī)13的電動(dòng)馬達(dá)14的電流頻率。
設(shè)置在供給管8中用于將干燥的熱空氣供應(yīng)到給料斗1的文丘里管92將測(cè)量到給料斗1的入口流率并向控制單元15施加一個(gè)輸入信號(hào)，其又將調(diào)節(jié)在鼓風(fēng)機(jī)13的輸送側(cè)處的空氣流率，以使其適于實(shí)際需求，并且其將提供給特定的顆粒材料。
有利地，為了幫助管理根據(jù)本發(fā)明的除濕設(shè)備的操作員實(shí)施已經(jīng)存儲(chǔ)的材料的選定操作和設(shè)備的操作參數(shù)以及正在存儲(chǔ)的新的待除濕材料，該除濕設(shè)備設(shè)置有用戶界面91，其典型地包括顯示單元和數(shù)據(jù)輸入裝置，例如鍵盤和鼠標(biāo)。優(yōu)選地，用戶界面是位于設(shè)備部件內(nèi)或除濕設(shè)備附近或者處于遙控位置的觸摸屏類型的圖形物體界面。
此外，經(jīng)常發(fā)生來自于給料斗1的已除濕材料的消耗量急劇地減少，或者甚至關(guān)斷，因而鼓風(fēng)機(jī)13預(yù)設(shè)的空氣流率就過量。為了消除這個(gè)缺點(diǎn)并允許進(jìn)一步節(jié)省能量，探熱儀6設(shè)置在空氣排出或返回管5中。通常，在除濕設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行期間，較冷的顆粒材料(室溫)借助于裝載設(shè)備12連續(xù)地裝載到給料斗1的頂部，這使得從給料斗1出來的空氣的溫度降低。此外，當(dāng)從給料斗1輸送的顆粒材料減少或者關(guān)斷時(shí)，供應(yīng)到給料斗的新的顆粒材料也減少或者關(guān)斷，從而排出到管5中的空氣的溫度開始增加。這種溫度變化由探熱儀6檢測(cè)，這產(chǎn)生與所檢測(cè)的溫度增加成比例的控制信號(hào)，并將其施加到控制單元15，其又將處理并產(chǎn)生相應(yīng)的用于逆變器87的控制信號(hào)。結(jié)果，到鼓風(fēng)機(jī)13的出口流率將相應(yīng)地減小，從而節(jié)省能量。
有利地，還可設(shè)定用于顆粒材料的初始的加熱梯度，以防止特別是在對(duì)需要高處理溫度的塑性材料進(jìn)行處理時(shí)產(chǎn)生熱沖擊，還設(shè)定通風(fēng)冷卻梯度，用于供應(yīng)到給料斗1的顆粒材料或者由其輸送的材料延長(zhǎng)關(guān)斷過程的情形，例如周末。
在分子篩塔再生過程中，要區(qū)別兩個(gè)步驟第一步驟，其過程中分子篩67加熱到約300℃，和第二步驟，其中再生的分子篩冷卻，以便于使其適于重新使用。冷卻需要確保在除濕期間正確地吸收，并且避免過高的出口溫度。實(shí)際上，如果未冷卻的再生塔用于實(shí)施空氣除濕操作，得到220-250℃的出口溫度，其被認(rèn)為是對(duì)顆粒塑性材料有害。另一方面，迄今為止，冷卻是指在較高溫度水平擴(kuò)散熱能并且使得潮濕空氣流經(jīng)剛剛再生的塔，從而預(yù)加載或者“污染”分子篩67。
這個(gè)問題的解決方案是提供一種閥切換組件24，優(yōu)選地為滑動(dòng)型閥，其中從較冷的處理塔例如塔69流經(jīng)給料斗1和鼓風(fēng)機(jī)13的空氣與來自于剛剛再生并待冷卻的塔的較熱的空氣進(jìn)行混合，從而產(chǎn)生一個(gè)空氣流率，其平均溫度(略)低于處理溫度。處理塔69中的電阻70然后將會(huì)將來自于閥組件24的空氣加熱到適當(dāng)?shù)臏囟戎怠?br> 進(jìn)行混合的方式可以或者是連續(xù)的或者是脈動(dòng)的。在傳統(tǒng)的方式中，由控制單元15控制的電動(dòng)馬達(dá)53使得桿52以及閘板56和57根據(jù)由探熱儀9在給料斗1的處理空氣入口7處檢測(cè)的溫度以緩慢且精確的方式移動(dòng)，直到達(dá)到將溫度保持在預(yù)定值的平衡位置。在此情形中，從已再生的塔68中通過管道65出來并沿著管66進(jìn)入處理塔69的空氣以由滑動(dòng)閥組件24確定的不同的流率流動(dòng)。來自于加壓閥77的干燥的處理空氣同時(shí)供給到較熱的再生塔68。
在脈動(dòng)模式中，馬達(dá)53使得閘板56和57移動(dòng)過給定長(zhǎng)度，然后直到由探熱儀9檢測(cè)的溫度使得控制信號(hào)產(chǎn)生并施加到電子控制單元15，這將使得馬達(dá)53反向轉(zhuǎn)動(dòng)到關(guān)閉位置，并且直到由探熱儀9檢測(cè)的溫度再次降低才停止。
一旦正冷卻的塔(塔68)的溫度降低到處理空氣溫度加上預(yù)定的ΔT(例如25℃)之下，塔的關(guān)斷情形通過關(guān)閉隔膜閥39而終止，直到滑動(dòng)閥組件24再次切換，其將使得其功能切換，即塔69設(shè)定在再生階段，并且已再生的塔68設(shè)定在處理階段。通過停止已再生的塔任何進(jìn)一步的冷卻，該塔的冷卻時(shí)間縮短，并且實(shí)質(zhì)地節(jié)省能量，這是由于任何過量的熱能幾乎完全得以回收。
當(dāng)考慮到由處理塔的入口處達(dá)到60℃的空氣溫度時(shí)，露點(diǎn)保持在約-65℃，只要電子單元15控制用于冷卻組件18的鼓風(fēng)機(jī)19的馬達(dá)20，使得空氣入口管66或65中到處理塔的任何空氣的溫度約為60℃。以此方式，電阻70的隨后的加熱在熱能上將更為廉價(jià)。
由根據(jù)本發(fā)明的可變流率除濕設(shè)備的上述結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的除濕設(shè)備相比，可以使其生產(chǎn)間隔或范圍變化為其上限的30％或者其下限的約50％。從而，例如，根據(jù)本發(fā)明的100m3/h的除濕設(shè)備在開始生產(chǎn)時(shí)能夠從100到50m3/h自動(dòng)地改變其空氣流率，和/或在有更高生產(chǎn)需求時(shí)增加到130m3/h。
如果根據(jù)本發(fā)明的除濕設(shè)備設(shè)計(jì)成供給多個(gè)彼此平行連接并且裝備有相應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)用于檢測(cè)除濕空氣流率的給料斗，該設(shè)備待輸送的總體空氣流率將等于單個(gè)塔所需要增加的空氣流率，其中該測(cè)量系統(tǒng)例如正如在以本申請(qǐng)的申請(qǐng)人的名義申請(qǐng)的意大利專利申請(qǐng)Vr2005A000128中披露的那樣。
上面描述的本發(fā)明易于在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)進(jìn)行多種改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種顆粒材料除濕設(shè)備，包括至少一個(gè)筒倉(cāng)或給料斗(1)，其設(shè)置成在其頂部接收待除濕的顆粒材料(2)，并且設(shè)置有受控的下輸送口(3)，至少一個(gè)供給管(8，10)，所述供給管設(shè)計(jì)成插入容納在每個(gè)給料斗中的所述顆粒材料(2)內(nèi)，以向其供應(yīng)干燥的熱處理空氣，和至少一個(gè)排出管(5)，用于潮濕的處理空氣；至少兩個(gè)分子篩塔(68，69)，其設(shè)置成交替地將干燥的熱處理空氣供應(yīng)到所述至少一個(gè)給料斗，每個(gè)塔在其內(nèi)限定一個(gè)用于容納分子篩的空間(67)和用于容納加熱裝置的腔(70)，所述空間和所述腔在其一端彼此流體連通，而在其另一端與相應(yīng)的空氣入口/出口管(65，73；66，74)流體連通；空氣加壓或泵送裝置(13)，其設(shè)置成在其吸入(入口)側(cè)從相應(yīng)的排出管(5)接收潮濕的處理空氣，并且在其輸送側(cè)將加壓空氣供給到每個(gè)分子篩塔(68，69)；切換-分流裝置(24)，其位于所述加壓裝置的輸送側(cè)和分子篩的所述容納空間(67)的所述入口/出口管之間，從而在處理步驟和再生步驟之間切換所述分子篩塔中的至少一個(gè)；和可編程電子控制單元(15)，其特征在于，所述顆粒材料除濕設(shè)備包括加壓閥裝置(77)，其位于每個(gè)分子篩塔(68，69)的所述加熱裝置的所述容納腔(70)的所述入口/出口管(73，74)之間，并設(shè)置成在再生步驟期間在塔內(nèi)確保最小的壓力；和溫度檢測(cè)裝置，其電氣地連接到所述可編程電子控制單元的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述加壓閥裝置(77)包括內(nèi)腔(78)，其與所述入口/出口管(73，74)直接流體連通，并且通過能夠由閘板裝置(82)控制的開口(80)與通向至少一個(gè)供給管(8)的出口(79)相連通，由此使所述加壓閥裝置根據(jù)所述內(nèi)腔(78)內(nèi)的壓力而可控制地打開/關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述閘板裝置(82)由桿或銷(83)支撐，所述桿或銷(83)大致豎直地安裝在所述內(nèi)腔(78)中，從而所述閘板裝置由重力而根據(jù)所述腔(78)內(nèi)的壓力變化而打開和關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述閘板裝置以可控制的方式彈性地加載，從而相應(yīng)于所述腔(78)內(nèi)的壓力而打開和關(guān)閉。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，其包括關(guān)斷裝置(39)，其與來自所述切換-分流裝置(24)的至少一個(gè)排出管(38)相連通，并可由檢測(cè)裝置(27)控制，所述檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)成檢測(cè)所述加壓裝置(13)的吸入側(cè)(25)和輸送側(cè)(29)之間的壓力差。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述關(guān)斷裝置包括隔膜閥(39)，其隔膜(42)限定兩個(gè)內(nèi)腔(40，41)，腔(40)與至少一個(gè)排出開口(43)連通，而另一個(gè)腔(41)與所述壓力差檢測(cè)裝置(27)流體連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述壓力差檢測(cè)裝置包括電磁閥(27)，其具有分別與所述空氣加壓裝置(13)的所述吸入側(cè)和所述輸送側(cè)流體連通的兩個(gè)入口(26，28)，并且其出口(44)與所述腔(41)流體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述切換-分流裝置包括滑動(dòng)閥組件(24)和用于所述滑動(dòng)閥組件(24)的驅(qū)動(dòng)裝置(52-55)，所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)成以連續(xù)或者脈動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)該滑動(dòng)閥組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述滑動(dòng)閥組件(24)包括-閥體，其在其內(nèi)限定了兩個(gè)側(cè)腔(45，46)和一個(gè)中間腔(47)，所述中間腔與所述兩個(gè)側(cè)腔通過開口(50，51)彼此連通，所述中間腔與所述空氣加壓或泵送裝置(13)的輸送側(cè)相連通，而所述側(cè)腔(45，46)與相應(yīng)的空氣入口/出口管(65，66)和通向所述關(guān)斷裝置(39)的相應(yīng)的排出開口(50a，51a)相連通，和-剛性桿(52)，其穿過所述側(cè)腔(45，46)和中間腔(47)延伸，支撐一對(duì)固定到其上并設(shè)計(jì)成打開-關(guān)閉所述開口(50，51；50a，51a)的閘板裝置(56，57)，并且從所述閥體向外延伸，從而可操作地與所述驅(qū)動(dòng)裝置相接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括可逆線性致動(dòng)裝置，所述線性致動(dòng)裝置包括可由電子編程控制單元(15)控制的可逆電動(dòng)馬達(dá)(53)和減速器(54)；以及齒條(55)，其可操作地連接到所述減速器并剛性地與所述桿(52)相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述線性致動(dòng)裝置包括兩個(gè)間隔的止擋件(58，59)，其固定到所述剛性桿(52)；用于每個(gè)止擋件的彈性加載裝置(60，61)，其設(shè)置成相對(duì)于所述剛性桿抵靠固定構(gòu)件；一對(duì)微型開關(guān)(62，63)，其由所述剛性桿(52)支承并設(shè)計(jì)成抵靠住中間觸頭(64)，所述中間觸頭相對(duì)于所述剛性桿(52)固定并設(shè)置成在所述閘板(56，57)的兩個(gè)工作位置處停止所述可逆馬達(dá)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，其包括冷卻裝置，其設(shè)計(jì)成冷卻流經(jīng)所述至少一個(gè)排出管(5)的空氣，所述排出管用于供給到所述空氣加壓裝置(13)的潮濕的處理空氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻裝置包括一組管道(18)，其彼此平行連接并受到能夠由相應(yīng)的電動(dòng)馬達(dá)(20)驅(qū)動(dòng)的至少一個(gè)風(fēng)扇裝置(19)的作用。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，其包括探熱儀(86)，其設(shè)置成檢測(cè)從再生塔(65)出來的空氣的溫度，并且電氣地連接到所述電子編程控制單元(15)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述電子編程控制單元(15)包括第一存儲(chǔ)器部分，其設(shè)計(jì)成存儲(chǔ)與第一大量顆粒材料有關(guān)的處理參數(shù)；和第二存儲(chǔ)器部分，其設(shè)計(jì)成存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)材料的處理參數(shù)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，其包括與所述電子編程控制單元(15)交互的用戶界面(91)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述用戶界面(91)包括顯示單元和用于將數(shù)據(jù)施加到所述電子編程控制單元(15)的數(shù)據(jù)輸入裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于所述顯示單元為觸摸屏型的。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，其包括調(diào)節(jié)裝置(87)，所述調(diào)節(jié)裝置由所述電子編程控制單元(15)控制并設(shè)計(jì)成調(diào)節(jié)從所述加壓和泵送裝置(13)出來的空氣的流率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，用于從所述加壓和泵送裝置(13)出來的空氣的流率的所述調(diào)節(jié)裝置(87)包括逆變器(87)。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，其包括傳感裝置(92)，其用于測(cè)量進(jìn)入所述給料斗(1)的空氣流率，所述傳感裝置電氣地連接到所述電子編程控制單元(15)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述流率測(cè)量裝置包括文丘里管(92)。
23.一種使得根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于顆粒材料的除濕設(shè)備中的一個(gè)分子篩塔(68)再生的方法，所述方法依次包括將分子篩(67)加熱到約300℃的溫度，和冷卻所述分子篩，其特征在于，所述冷卻包括借助于來自另一分子篩塔(69)的處理空氣與待冷卻的塔(68)中的空氣可控制地混合，所述混合通過所述切換-分流裝置(24)根據(jù)所述溫度檢測(cè)裝置(9)所檢測(cè)到的溫度而被控制。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，通過所述切換-分流裝置(24)的所述混合以逐步脈動(dòng)的方式實(shí)施。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，在混合步驟期間所述待冷卻的塔(68)通過關(guān)斷裝置(39)與外部隔離。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，其包括備用步驟，用于所述待冷卻塔的冷卻終止時(shí)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，其包括由所述電子編程控制單元(15)控制的、所述空氣加壓或泵送裝置(13)中的干燥的熱空氣流率調(diào)節(jié)步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顆粒材料除濕設(shè)備，包括至少一個(gè)筒倉(cāng)或給料斗(1)、至少一個(gè)供給管(8，10)、至少一個(gè)用于潮濕的處理空氣的排出管(5)、至少兩個(gè)分子篩塔(68，69)、用于容納加熱裝置的腔(70)、空氣加壓或泵送裝置(13)、切換－分流裝置(24)和可編程電子控制單元(15)。該顆粒材料除濕設(shè)備還包括加壓閥裝置(77)，其位于用于每個(gè)分子篩塔(68，69)的加熱裝置的容納腔(70)的入口/出口管(73，74)之間，并設(shè)置成在再生步驟期間在塔內(nèi)確保最小的壓力；和溫度檢測(cè)裝置，其電氣地連接到所述可編程電子控制單元的輸入端。
文檔編號(hào)F26B3/06GK101017053SQ200710005019
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月10日
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