用於預處理塑料並隨後對之塑化或凝聚處理的裝置的製作方法

2023-04-23 18:09:06

專利名稱：用於預處理塑料並隨後對之塑化或凝聚處理的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於預處理塑料、尤其是用於再生目的之熱塑性廢棄塑料、並隨後將其塑化處理或凝聚處理的裝置，此裝置設置有一個容器，在其上方有一個用於待處理材料的進料口；在容器中至少設置有一個轉動的粉碎和/或混合工具，其中，在容器中處理的材料被引入到一個對這種材料進行塑化處理或凝聚處理的螺杆的殼體中，例如一個擠壓螺杆的殼體中，優選此殼體連接到容器上。
這種裝置已在許多實施例中被公開。待處理的塑料材料的預處理在這方面大多是通過粉碎進行，然而也可以通過或者結合對物料的混合和/或乾燥和/或加熱和/或結晶和/或壓縮來取代粉碎過程。在大多數的這種裝置中，在容器中轉動的工具將已被預處理的材料直接壓入與容器相連的一個擠壓螺杆的殼體中。然而已知另一種裝置，其中從容器中出來的材料首先進入一根在其中可以設置一根輸送螺杆的管件中。由這根水平或垂直安裝的管件所導入的材料被擠入一個擠壓螺杆的殼體中，此擠壓螺杆隨後將材料塑化處理。
一個通常的塑化處理用螺杆的螺杆長度大致可以分為三個區域，即與進料口相鄰的進料區域，隨後是與進料區域相連的壓縮或熔化區域，最後是與它們相連的出料區域或測量區域。通常，測量區域的螺紋深度小於進料區域的螺紋深度，因此，在進料區域中還是鬆散的材料，例如為薄片狀的材料，在螺杆長度的行程中會逐漸受到壓縮。對於商業上通用的塑料的處理，例如聚乙烯，商周擠壓裝置在測量區域中具有一個大約為螺杆直徑5％的螺紋深度。
這種已知的結構大多數不能滿足在螺杆的輸出端所獲得的被處理的塑料材料的質量要求和/或螺杆的輸出量要求。研究顯示，對於位於容器之後的螺杆的要求在操作過程中是不同的，其中該螺杆在大部分情況下是一個塑化處理用螺杆，這是因為待處理的物料中的一部分比另一部分在容器中滯留的時間長。這樣計算得出材料在容器中的平均滯留時間，即容器中的填充重量除以每單位時間內螺杆的輸出量。然而如前所述，這個平均滯留時間在大多數情況下並不滿足大部分待處理的材料，而實際上是不規則地向上或向下偏離該平均值的。這些偏差可以歸因於在容器中逐漸粉碎的物料部分的不同性質，例如塑料材料如片狀殘餘物的不同的特性或不同的厚度，或者歸因於其他不可控制的偶然因素。
對於熱均質和機械均質的材料，如果螺杆的測量區域的螺紋深度特別大，而且螺杆旋轉速度特別小，那麼在螺杆出口處所獲得的物料的質量可以得到改善。研究顯示，這是因為由於一種這樣的螺杆幾何形狀，被處理的材料受到一個較小的剪切作用。被處理的物料的剪切(剪切速度)可以由螺杆的周向速度除以螺杆的螺紋深度計算而得。通過一種這樣的螺杆幾何形狀，材料受到較小的機械應力和熱應力，這樣，塑料材料的分子鏈不會或者基本上不會受到損壞。
然而，如果要提高螺杆的產量，或者提高例如切割擠壓聯合裝置的功率，那麼就必須提高螺杆旋轉速度，這就意味著剪切作用也會隨之增加。這樣，處理的材料受到受到來自螺杆的較高的機械應力和熱應力的作用，也就是說，這樣會存在損壞塑料材料的分子鏈的危險。螺杆和其殼體的更大磨損作為另一個缺點出現，特別是在處理回收材料時，由於在這種材料中含有雜質，例如磨粒、金屬片等等，故它們的磨損嚴重地影響了螺杆的或者其軸承的相互滑動的金屬件。
不但在較低轉速旋轉的、深度切削的螺杆(大螺紋深度)的情況下，而且在較高轉速旋轉的螺杆的情況下，已經提及的供給螺杆的單一材料部分的不同特性，例如塑料材料的不同的薄片大小和/或不同的溫度，將對在螺杆出口處獲得的塑料材料的不均勻性有不良影響。為了均衡這種不均勻性，需要在實踐中提高擠壓機的溫度曲線，這就意味著附加的能量必須輸送給這種塑料，這將導致上述塑料材料的熱損失以及能量需要量的提高。除此之外，在擠壓機出口處所獲得的塑料材料其粘度會因此而降低，即為較稀薄的液態，這會在進一步處理這種材料時帶來困難。
由此可以看出，為了利於在螺杆的出料口處獲得一個良好的物料的材料質量，這些處理參數之間將互相存在矛盾。本發明的任務是，克服這些缺點並且改進前面所述類的設備，這樣該設備可以在材料質量不變的情況下，提高螺杆處理出料量；或者可以在相同的螺杆出料量的情況下，使擠壓機的溫度曲線保持得大體比較低，例如在20℃以下，這就意味著節省能源並且所獲得的材料的質量比較好。
本發明經過研究獲得以下知識，即，待處理的塑料物料在容器中的理論滯留時間實際上是有影響的，特別是在這種物料具有難以處理的形狀的情況下。如果使在容器中的塑料材料的機械均質性和熱均質性得以提高，那麼就會對塑化處理或凝聚處理的質量直接產生有利的影響，因為具有至少大致相同的機械均質性和熱均質性的物料已經傳遞給螺杆，因此這種均質性不必事先通過螺杆而獲得。換句話簡單地說，在容器中處理的塑料物料的質量提高得越高，接下來在螺杆殼體中處理(塑化處理或凝聚處理)塑料物料時出現的問題就越少。這個研究得出一個驚人的結果前面所提到的任務，根據本發明可以通過一個比較簡單的方式解決，即容器的直徑與螺杆的直徑存在下述關係D=10Kd23]]>，其中D為圓柱形容器的內徑，以mm為單位，或者也可以是另一個具有相同容積和相同高度的折算成的假定的容器的內徑，也以mm為單位；d是螺杆直徑，以mm為單位；k是無量綱常數，其數值大於或等於190。
這個上述公式是一個通過研究、憑經驗發現的經驗公式。但是，如果等號兩邊量綱不同，此公式則不起作用。
與傳統的尺寸相比，即使這種塑料材料難以處理，通過擴大容器(大多數是一個粉碎容器)也可以使在容器中被預處理的塑料材料具有更好的機械均質性和熱均質性。其原因在於，不間斷添加的未處理的「冷」材料部分與在容器中預處理的、已經部分處理的材料量的質量比值與通常的當前條件相比要小，同時塑料材料在容器中的平均滯留時間實際上增加了。如此減小這個質量比值，對於從容器出來進入到螺杆殼體中的材料的熱均質性和機械均質性起到有利的作用，所以對於在擠壓用或凝聚用螺杆的端部的塑化處理或凝聚處理的質量直接起到有利的作用，這是因為在容器中被處理的塑料材料的理論滯留時間大致為一常數。除此之外，還可以利用一個這種帶有擴大的容器的、在給料部分的精確性方面比已知設備較為不敏感的設備。
例如，在處理具有平均熔流指數(MFI)為0.5，平均薄膜厚度s為80μ，在粉碎容器中的平均松裝密度Sg為0.225kg/dm2的聚乙烯薄膜時，對於一個普通構造式樣的粉碎容器來說具有下列數值
粉碎容器直徑 D＝1000mm粉碎容器高度 H＝1000mm螺杆直徑 d＝80mm螺杆長度 1＝1600mm在粉碎容器中處理的物料(片狀)重量 Zi＝38kg擠壓機生產量 Ea＝320kg/h由上可計算出材料在容器中的理論滯留時間Zi∶Ea＝38∶320＝0.12h＝7.13min這種普通的構造式樣相應於上述公式中的數值，K＝157。
現在根據本發明的見解，在相同的結構形式下，將容器直徑與容器高度都擴大到1300mm，這樣可以得出粉碎容器直徑 D＝1300mm粉碎容器高度 H＝1300mm螺杆直徑 d＝80mm螺杆長度 l＝1600mm在粉碎容器中處理的物料(片狀)重量 Zi＝83kg擠壓機生產量 Ea＝385kg/h由上可計算出材料在容器中的理論滯留時間Zi∶Ea＝83∶385＝0.22h＝12.94min這種普通的構造式樣相應於上述公式中的數值，K＝343。
將這兩個對於理論滯留時間的數值相對比，得出滯留時間增加1.81倍。生產量提高1.2倍(在相同的螺杆轉速160U/min時)。滯留時間平均增加83％，致使生產量增加20％。
當選定K值為343時，對於通常給定的螺杆直徑d(以mm為單位)，由上述公式得出下面的容器直徑D(以mm為單位)螺杆直徑d(mm) 容器直徑D(mm)50 95085 1353105155812017031451932如果重視提高上述粉碎擠壓聯合裝置的生產量的數值，或者改善功率，那麼在擠壓機大小相同、而且螺杆直徑大小相同時，可以擴大螺杆螺紋深度並且提高螺杆的轉速，而在螺杆中的材料卻不受到較大的剪切作用。這意味著，塑化處理的質量溫度也減小了，並且因此對於處理過程的總能量需要量也減小了。特別是在處理熱不穩定的熱塑性材料的情況下，這是重要的。與通常的結構形式相比，充分利用增加的容器容積，不但可以使粉碎擠壓聯合裝置的生產能力增加超過50％，而且可以節省可觀的能量。例如，密度為0.92g/cm3的聚乙烯的焓曲線顯示，節省的熔化能量(在處理溫度小於20℃時)為25W/kg，也就是節省了大約14.5％的能量。
增加容器的高度(在不改變直徑時)也可以使容器的容積擴大，但在實際中並不起改善被處理材料的質量的作用。其原因在於，通過在容器中轉動的工具使得轉動的物料調整為一個不超過一個確定高度的形狀(混合錐形)，也就是沿著容器壁轉動的塑料材料在到達最大高度之後，又向內並向下落回容器中部的範圍之中。由於這些原因，通常情況下選擇的容器的高度與容器的直徑相等。
如前所述，容器不必一定具有一個圓柱形的形狀，儘管這種形狀由於實踐和製造技術的原因具有優點。除了是圓柱形的之外，容器的形狀還可以是例如截頭圓錐形的，或者是其平面投影圖為橢圓形或卵形的柱體，但在假設這個假想的容器的高度與其直徑相等時，必須將其折算為相同容積的圓柱形容器。容器實際上超出調整的混合錐形(考慮到安全距離)的高度在這裡沒有被考慮到，因為這個過量的容器高度不被利用，並且因此不對材料處理有影響。
理論上，容器的增加沒有上限。但實際上此界限由製造技術和運輸原因而給定。然而研究顯示，當K大於200時，得到特別有利的結構。
類似地，螺杆的螺紋也不能隨意地擴大，因為螺杆的螺紋根直徑必須能承受施予螺杆的扭矩。在一種結構中，其中螺杆的軸線與容器的截面相切，而螺杆的殼體有一個設在其殼體壁上的、用於由螺杆所捕獲的材料的進料口，而螺杆在其一端與一個驅動裝置相連，在其另一端連接到一個安裝在螺杆殼體的端部的出料口、特別是一個擠壓機頭上，在這種結構中會產生問題。在一個這樣的結構下當然希望如此為了改善螺杆的進料狀況，將螺杆殼體進料口範圍內的螺杆的螺紋深度做得儘可能的大。然而這受到前述原因的限定。可是在本發明的範圍內存在這種可能性，即通過一個特殊的結構來滿足這些互相矛盾的要求。這種結構是，使螺杆的殼體在其出料口的部位形成一個袋，它形成一個用於將塑料材料引入到螺杆殼體中的附加的自由空間，其中優選在進料口的每一根稜邊上設置一個可調整的筋片，它將袋與進料口完全地或者部分地隔開，在該進料口處螺杆的旋轉方向對準連接的容器。以這種方式，雖然減少了螺杆的螺紋深度，但還是可以獲得一個較好的螺杆的進料狀況。
在本發明的範圍內這也是完全可能的螺杆放射狀地或以一種與容器的截面相割的方式設置，譬如對於凝聚處理裝置，其中螺杆的螺紋深度朝著螺杆殼體的出料口減小。眾所周知，如果凝聚處理裝置與塑化處理裝置相比有一個縮短的螺杆長度，其中凝聚處理用螺杆的螺紋的幾何形狀與塑化處理用螺杆的螺紋的幾何形狀的不同之處在於凝聚處理用螺杆在進料區域的範圍內和在與之相連的中部區域的範圍內具有一個與通常的塑化處理用螺杆相比增加的螺紋深度，並且僅僅在物料的測量區域的範圍內凝聚處理用螺杆的螺紋深度較小；這樣材料僅僅是在測量區域的範圍內、並且因此只被短時間地、強烈地壓縮和剪切，而沒有被塑化處理。凝聚處理用螺杆因此在其輸出端處提供這樣的材料，它沒有被完全塑化處理，而僅有在其表面上熔化的粒子，這些粒子可以說以一種燒結物的方式粘結在一起。
通過對本發明主題的實施例的描述給出本發明其他特徵和優點，在附圖中簡要說明了本發明的主題。


圖1所示的是一個通過一個第一實施例的水平截面圖，該實施例帶有徑向地連接到容器上的螺杆殼體。
圖2所示的是與圖1相似的一種實施例的變型，其中螺杆的軸如割線形式正割於容器的截面。
圖3所示的是另一種實施形式，其中螺杆殼體正切地連接到容器上。
圖4是一個通過一個容器的垂直截面圖，此容器設置有一個單一的轉動的工具攜帶盤。
圖5所示的是一個通過一個容器的類似的垂直截面圖，此容器設置有兩個這樣的工具攜帶盤。
圖6所示的是一種類似於圖3的設置，但是它在螺杆的進料口區域有變化。
圖7所示的是一個沿圖6中線VII-VII的截面圖。
這些附圖由於空間的原因沒有按照比例繪出，因為實際上這些容器全部都要比在附圖中所示的大得多。
根據圖1所示，這種實施形式具有形成一個粉碎擠壓聯合裝置的設備、一個具有圓柱形截面的容器1，其側壁2大體成圓柱形方式延伸。在容器1中一個承載盤繞著一個中心垂直軸線3旋轉，此承載盤從下面被一個沒有繪出的驅動裝置所驅動，從而沿箭頭5的方向轉動。承載盤4安裝在容器l的底部範圍內，並且在其頂表面上載有數個粉碎混合工具6，它們對從上方倒入容器中的待處理的塑料材料，通常是熱塑性可循環物料，起到粉碎和混合的作用。在接近於這些轉動的工具6的高度的上方，一個螺杆8的殼體7徑向地連接到容器1的側壁2上，此螺杆由一個安裝在螺杆端部右側的沒有繪出的驅動裝置所驅動，繞著其軸線11轉動。在當前的情況下，這個螺杆為一個擠壓機螺杆，它對經由螺杆8的殼體7的進料口9所導入的塑料材料塑化進行處理，並且將這些材料在被塑化處理了的狀態下引導到一個安裝在螺杆8的右側端部的、沒有繪出的擠壓機頭處。為了促使塑料材料進入進料口9中，其中這些塑料材料在容器中受到一個轉動的工具6的影響，而這些工具以複合錐體的形狀，沿著容器1的壁2上升，這些工具6可以如此彎折，使得它們帶有向前運行的工作稜邊10，這樣，在每一個工具6運行經過進料口9時，塑料材料被刮刀般地壓入進料口9中。
為了對於在容器1中的塑料材料的預粉碎、預烘乾和預加熱獲得關於塑料滯留時間的最佳條件，容器1的直徑D與螺杆導程的外徑d存在下述關係D=10Kd23]]>，其中D為容器的內徑，以mm為單位；d是螺杆直徑，以mm為單位；K是數值最小為190的常數。
根據圖2所示的實施形式與根據圖1的實施例的不同之處在於螺杆8的殼體7不是徑向地連接到容器的圓形截面上(如在圖1中所示)，而是以一種割線形式連接到容器1的側壁2上。螺杆8的軸線11因此以其延長線與容器1的內壁相交。其結果是，如果沿著容器1的圓周方向測量，則進料口9要比按照圖1所形成的寬，這有利於待處理的材料進入螺杆8的殼體7中。
根據圖3的實施形式，螺杆8的殼體7正切地連接到容器1的側壁2上，這樣，進料口9位於在殼體7的側壁中，而不是如同按照根據圖1和圖2所示情況的實施形式那樣位於殼體7的前端。根據圖3的一種這樣的實施形式有如下優點螺杆8可以通過一個僅為簡圖所示的驅動裝置13從左側前端12處驅動，這樣，螺杆8的右側前端14可以不用設置驅動裝置。這就使得在這個前端14處設置出料口15成為可能，而此出料口例如以一個沒有繪出的擠壓機頭的形式，用於由螺杆8運送的、被塑化處理或被凝聚處理的塑料材料。塑料材料因此可以沒有任何偏差的由螺杆8經由出料口15運送，這在按照圖1和圖2的實施形式中是不太可能的。
為了簡明起見，以刀具形式設計的工具6在圖2和圖3中沒有繪出。
在所有的實施形式中螺杆8被如此繪出，即螺紋根徑朝向螺杆的出口端增大，螺紋深度在相同的方向上也就減小。然而如前所述，若希望通過螺杆殼體7在容器1上的不同的連接而獲得一個對於螺杆的驅動裝置13的不同的安裝方式，也可以有相反的結構。因此這個驅動裝置可以安裝在螺杆的螺紋根直徑必須承受最大扭矩的那個區域的附近。
螺杆在其入口區域的螺紋根徑或螺紋深度必須在大多數情況下適應給定的條件，特別要適應存在於容器1中的塑料材料的堆積密度。
根據圖4所示的實施形式是一個其有效高度H與其內徑D大體相等的容器1。承載盤4被一個馬達16通過一根軸17驅動，此軸穿過容器1的水平底部18，並且在底部18中由一個僅為圖示的軸承19支承。容器1在上部有一個由一個漏鬥20限定的填料口21，待處理的物料22、例如塑料薄膜的一部分，通過這個填料口由一個輸送裝置23沿箭頭24的方向投入。這種物料22被轉動的工具6捕獲，並且以一個複合錐體25的形式被向上旋轉，從而物料沿著垂直的容器側壁2上升，並且大體在有效的容器高度H的區域、由於重力影響，又向內並向下落回到容器的中心區域。其優點是，按照本發明的意義，容器的增大增加了物料在容器1中的平均滯留時間，這樣即使待處理的物料對於這種處理而言是難於處理的，例如薄片殘餘物具有不同的特性(厚度、大小等等)，但是物料卻始終以一個大體恆定的熱的和機械的狀況進入到螺杆殼體7的進料口9中。
圖5所示的實施形式與圖4所示的不同之處在於在用於工具6的承載盤4的上方還有一個另外的承載盤27，它與承載盤4同軸，共同固定在軸17上。承載盤27也承載工具6，這些工具的結構與位置可以與在承載盤4上的相同，然而工具6也可以只是把塑料物料壓入進料口9中的填料工具。承載盤27對引入到容器1中的塑料物料22進行預處理，這種物料只有在經過這個預處理之後，才可以通過在承載盤27的圓周與容器1的側壁之間的環狀間隙28進入到在承載盤4之下的區域內，因此在容器1中已被預處理的塑料材料的熱均質性和機械均質性得到進一步的改善，這種物料隨後被送入螺杆8的殼體7之中。在此處，承載盤4與其工具6把進一步處理了的塑料物料引入到螺杆殼體7的進料口9中。
在這種情況下，容器1的有效高度H必須從上承載盤27算起，因為在這個承載盤之上形成有複合錐體25。
在圖6和圖7所示的實施形式中，螺杆8的殼體7正切地連接到容器1上，並且通過進料口9與容器1的內腔直接相連。螺杆8的螺紋迎著運輸方向(如箭頭26所示)經由進料口9延伸出來，並且在那裡轉換成作密封之用的螺紋29，該螺紋的方向與螺紋30的方向相同，但是螺紋29具有較窄的螺距。為了使處理過的塑料物料保持在一個所希望的溫度，螺杆8或其殼體7可設置一個加熱裝置和/或冷卻裝置。這個大體為矩形的進料口9位於螺杆殼體7的側壁上，直接鄰接容器的洩料口37，並且尺寸比較大，這樣在這個所繪出的實施形式中，其延伸超過大約兩個螺杆螺距30。在容器1的軸線方向所測量的進料口9的高度大體如同螺杆螺紋30的直徑大小。這可以保證，螺杆8可以大量接受由工具6壓入到進料口9中的塑料物料，其中工具6形成供料設備31。在進料口9的區域、在螺杆殼體7中設置有一個附加於螺杆螺紋30的自由空間，這個自由空間是由一個螺杆殼體7的袋狀擴展區32形成的。這個擴展區32在螺杆殼體7的圓周的大部分上都具有中空的圓柱形形狀，並且沿著螺杆8的軸線方向延伸超過至少一個螺杆螺距30，在所示的實施例中越過大約2.5個螺杆螺距(如圖6所示)。這個擴展區32直接與進料口9相連。優選在螺杆8的圓周方向測得的擴展區32的寬度超過其長度一個常數，以至於由擴展區32所形成的袋的深度大體處處相等。擴展區32可直接鄰接密封螺紋29，並且沿著螺杆8的軸線方向在兩側延伸超過進料口9。擴展區32的在螺杆8的徑向方向所測量的深度大約為螺杆8的直徑的5％到10％。在進料口9的下邊緣33上(如圖7所示)，擴展區32無階梯地變成進料口9，從而在此處大體為一個承載盤4的頂表面的水平連續體。一個被彎曲的容器截面35從那裡導向其底部18。在進料口9的上邊緣處，即其邊，在此邊上螺杆8的旋轉方向(箭頭34)指向容器1，擴展區32具有一個壁部分38，此壁部分相對於進料口9完全地或者部分地封閉擴展區32。將這個壁部分38設計成可調節的筋片39是有優點的這個筋片被引入螺杆殼體7的縫隙引導裝置40中，並且可以藉助於調整機構41，例如調整螺釘，進行朝向或遠離螺杆8地、連續地調節。這個調節範圍適當的包括袋22的全部徑向深度，這樣在朝著螺杆13的被向前推的最遠的位置處，筋片39以其端面位於螺杆螺紋30的圓周上，因此在旋轉螺杆時，形成一個對於由螺杆8所獲得的塑料物料的相當大的阻力。在筋片的伸出位置，特別是在筋片39相對於容器1的內腔將袋狀擴展區32封閉的位置處，筋片對與螺杆一起移動的塑料物料構成一個相當大的阻力，這樣，塑料物料在螺杆8的螺紋30之間連續受壓，因此不能只與螺杆一同轉動，而是由螺杆沿軸線方向運輸。但是，在筋片39的縮回位置中，被螺杆8帶入進料口中的塑料物料的一部分又被運回到進料口9中，這樣，螺杆8沿箭頭26方向的運輸量減少了。因此，通過筋片39的可選擇的中間位置，螺杆8的輸送效率可以任意在一個最大值和一個最小值之間調節，從而能夠適應給定的條件。當塑料物料具有不同的特性，例如不同的密度時，這是特別有利的，因為通過這種方式可以避免螺杆8以及其驅動裝置超負荷。
直接鄰接袋狀擴展區32的是螺杆殼體7的一個部分42，該部分在其內表面上具有數個溝槽43，這些溝槽通過從這個部分的壁上突出的、剛性的且固定不動的筋板44而相互隔開。溝槽43和筋板44沿著螺杆軸線11的方向26延伸，然而它們也可以按螺旋線的方式繞這根軸旋轉；可是它總是有一個沿其縱軸方向的組成部分，這個組成部分在螺杆軸線11的方向上繪出。筋板44具有這樣的一個高度，從而筋板以其面對螺杆8的表面與螺杆螺紋30的圓周相毗連，並且因此在區域42中形成一個可以說是對於螺杆8的支承。這些溝槽43的深度從袋狀擴展區減小，且優選是連續的、無階梯的。這些溝槽43在它們的端部適當地具有一個深度，被運送的塑料進入該端部其中，此深度與擴展區32的徑向測量的深度相等，這樣在從擴展區32到溝槽43的過渡區內就沒有形成階梯；然而每一個筋板44形成了一個這種階梯。在區域42的另一端處，溝槽43平緩地過渡到螺杆外徑處，這樣，在此處溝槽43的底部也到達筋板44的頂端。溝槽43的側壁起捕獲由螺杆8運輸的塑料物料的作用。當沿著螺杆轉動方向(箭頭34所示)看時，優選這各個溝槽43的側壁朝向與螺杆的轉動方向相反的方向傾斜。位於溝槽之間的筋板因此具有大約為梯形的截面。這些溝槽43的寬度適當地與所有的溝槽都相等，這也適用於筋板44。沿螺杆8的圓周方向所測量的溝槽43的寬度與筋板44的寬度的比值為0.5∶1至2∶1。將溝槽43設置在一個螺杆殼體7的分離的構件中是有利的，此構件被設計成可以容易更換的軸套45(圖6)。此軸套被安裝到螺杆殼體7的一個圓柱形的凹腔46之中，並且例如藉助於一個沒有繪出的銷或類似物，使軸套不可轉動地保持在該凹腔中。軸套45形成一個磨損件，並且因此適當地由耐磨材料，特別是硬金屬材料構成。為了容易地將其更換，軸套45位於螺杆殼體7的兩個部分7′和7″之間，它們互相在凸緣47處旋緊。
進料口9的設置在流出側的邊緣設計為傾斜面48，優選是圓錐形的，並且平緩地過渡到筋板44或溝槽43的前端。該筋板44的流入端49可以是傾斜的，優選與斜面48排成一行，這有利於將塑料物料吸收到螺杆8的螺紋中。
對於這樣的大多數設備而言，其中一個塑化處理用螺杆連接到一個按照本發明的方式擴大了的容器上——試驗證明，如果塑化處理用螺杆8在其與出料口15相鄰的部分中有一個至少為螺杆直徑的5％、最好大於螺杆直徑的7％的螺紋深度，是有優點的。通過試驗，特別有利的數值是在螺杆直徑的7.5％至8.5％的範圍內。
權利要求
1.用於預處理並隨後塑化處理或凝聚處理塑料的裝置，特別是用於循環目的之熱塑性廢棄塑料的裝置，其帶有一個容器(1)，在其上方有一個用於待處理材料的進料口(21)，並且在其中至少設有一個轉動的粉碎工具和/或混合工具，其中在容器(1)中被預處理的材料被導入到一個塑化處理或凝聚處理這種材料的螺杆(8)，例如擠壓螺杆的殼體(7)之中，優選殼體(7)連接到容器(1)上，其特徵在於，容器(1)的直徑(D)與螺杆(8)的直徑(d)存在以下關係D=10Kd23]]>，其中D為圓柱形容器(1)的內徑，以mm為單位，或者是一個也以mm為單位的、具有相同容積和相同高度的折算成的假定的圓柱形容器的內徑；d是螺杆(8)的直徑，以mm為單位；k是一個常數，其數值大於或等於190。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，K大於200。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，螺杆(8)的軸線(11)徑向地設置或與容器(1)的截面以一種割線的方式進行設置。
4.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，螺杆(8)的軸線(11)與容器(1)的截面相切，其中螺杆(8)的殼體(7)在其殼壁上具有一個用於被螺杆(8)捕獲的材料的進料口(9)，螺杆(8)在它的一個前端(12)上與一個驅動裝置(13)相連，在其另一個前端(14)處，將材料運送到一個設置在螺杆殼體(7)的端部的出料口(15)處，特別是運送到一個擠壓機頭處。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，塑化處理用螺杆(8)在其與進料口(9)相鄰的部分中具有一個與其餘螺杆部分相比擴大了的螺紋深度。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其特徵在於，塑化處理用螺杆(8)在其與出料口(15)相鄰的部分中具有一個螺紋深度，它至少是螺杆直徑的5％，優選大於螺杆直徑的7％，特別是在螺杆直徑的7.5％至8.5％之間。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特徵在於，螺杆殼體(7)在進料口(9)的範圍內形成一個袋狀擴展區(32)，它為被吸引到螺杆殼體(7)中的塑料物料形成一個附加的自由空間，其中在進料口(9)的那個邊緣上，設置一個優選的、可調節的筋片(39)，此筋片將擴展區(32)與進料口(9)全部地或部分地隔開，而螺杆(8)的旋轉方向在那個邊緣處朝向被閉合的容器(1)。
全文摘要
用於預處理並隨後塑化處理或凝聚處理塑料的裝置，特別是用於循環目的之熱塑性廢棄塑料的裝置，其具有一個容器(1)，至少一個粉碎工具(6)在其中轉動。在容器(1)上連接著一個螺杆(8)的殼體(7)。容器(1)的直徑D與螺杆直徑d存在以下關係其中容器內徑D以毫米為單位，螺杆直徑d也以毫米為單位，而K是一個無量綱的常數，此常數值最小為190。以此，塑料在容器(1)中的滯留時間達到最佳值。
文檔編號B29C31/00GK1407923SQ00816686
公開日2003年4月2日 申請日期2000年9月29日 優先權日1999年12月2日
發明者赫爾穆特·貝徹, 赫爾穆思·舒爾茨, 喬·溫德林 申請人:赫爾穆特·貝徹, 赫爾穆思·舒爾茨, 喬·溫德林