專利名稱：排氣擠出機中的驅(qū)動裝置的設(shè)置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對聚合物材料除氣的排氣擠出機，包括至少 一個驅(qū)動裝置、至少一個擠出機筒體、至少一個可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的支承 在擠出機筒體內(nèi)的且旋轉(zhuǎn)的擠出機螺桿、至少一個第一喂料位置、至 少一個擠出物出口、至少一個除氣區(qū)域和至少一個氣體出口。
在聚合過程中通常在一種溶劑中實施聚合。在此溶劑一方面自身 可以是單體溶劑，或也可以是惰性溶劑。為了簡化術(shù)語，概念"溶劑，，
也包括單體。為了得到聚合物，殘余單體或溶劑必須被分離，例如通
過蒸發(fā)。這種除氣通常在排氣擠出機中實現(xiàn)
背景技術(shù)：
已知的排氣擠出機通常如此構(gòu)造，即在擠出機螺桿的驅(qū)動側(cè)供給 待除氣的材料流并且將除氣的擠出物朝螺桿頂部方向輸送。在擠出機 中的壓力上升后在喂料位置的下游實現(xiàn)減壓，在此在大氣壓力下或借 助于抽吸機實現(xiàn)除氣。
開頭所述類型的單螺桿排氣擠出機例如在EP 0 490 359中描述。 其中所描述的擠出機包括構(gòu)成擠出機筒體的擠出機殼體以及可旋轉(zhuǎn)運 動地支承在擠出機筒體內(nèi)的擠出機螺桿。進料漏斗形式的喂料位置通 常在驅(qū)動側(cè)設(shè)置在擠出機殼體上。除氣在喂料位置的下游實現(xiàn)。擠出 機螺桿在除氣區(qū)域內(nèi)具有顯著減小的螺紋頭數(shù)，從而以自身已知的方 式為擠出物膨脹提供了附加的空間。在除氣區(qū)域后面，在擠出物出口 前面，擠出機螺桿具有一個螺紋頭數(shù)提高的區(qū)域，其在排出孔的區(qū)域 內(nèi)也導致壓力上升。
根據(jù)EP 0 490 359A1的擠出機用于排出聚苯乙烯以制造生活用品 包裝，其應(yīng)當不超過殘余單體的一定的邊界值。輸入擠出機中的材料 是相對高粘度的。
然而已知的擠出機不太適合應(yīng)用在聚合過程中。如開頭所述，聚 合通常在溶劑中實施。輸送給擠出機的材料是低粘度的，從而螺桿驅(qū) 動裝置必須相應(yīng)地布置成相對于被分離的單體和/或溶劑密封。為此目 的設(shè)有結(jié)構(gòu)復雜的轉(zhuǎn)動環(huán)密封件。聚合物在除氣過程中到達軸密封件
和聚合物糖漿(polymer symp )的輸入位置之間的區(qū)域內(nèi)，那么聚合 物從那兒僅被緩慢地重新導出，當聚合物與螺桿芯體發(fā)生接觸時。聚 合物在螺桿驅(qū)動裝置的密封件和喂料位置之間的區(qū)域內(nèi)的高的停留時 間導致在高溫時聚合物的分解。分解的聚合物重新回到聚合物主流中， 導致?lián)p害產(chǎn)品質(zhì)量。
為了解決朝傳動裝置方向的密封問題，除了轉(zhuǎn)動環(huán)密封件外，也 建議利用惰性氣體對傳動裝置前面的空間進行掃氣。這種實施方式例 如在JP2003 348300中描述。這種方案然而具有這樣的缺點，即在較 大的單體和/或溶劑流時需要高的惰性氣體流。這種實施方式因此導致
高的運行費用及投資費用，因為單體和/或溶劑氣體中的惰性氣體在這 些氣體冷凝時減小熱傳遞。因此需要較大的熱交換面。
另外一種將傳動裝置相對于單體和/或溶劑蒸汽密封的可能性在 于，將熔體往回輸送到排氣和傳動裝置之間的區(qū)域內(nèi)。這樣的實施方
式在DE 40 17 724 Cl中描述。被除氣的聚合物流的部分流經(jīng)過較大 的擠出機長度在外部或在擠出機筒體內(nèi)被導入驅(qū)動裝置和排氣孔之間 的區(qū)域內(nèi)并且在那兒被放到螺桿上。螺桿在這個區(qū)域內(nèi)將部分流重新 向下游輸送。驅(qū)動裝置由此通過熔體與低粘度的蒸汽分離。在這種實 施方式中不利的是，被除氣的部分流經(jīng)過較長的距離才輸送到擠出機 的另外一端上。被除氣一次的產(chǎn)品而后重新穿過整個擠出空間往回移 向出口。聚合物的這種反復的受載由于較長的熱載荷通常導致?lián)p害產(chǎn) 品 的光學特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在這方面改善開頭所述類型的排氣擠出機。 上述目的通過一種對聚合物材料除氣的排氣擠出機，包括至少一 個驅(qū)動裝置、至少一個擠出機筒體、至少一個可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的支承在
擠出機筒體內(nèi)的擠出機螺桿、至少一個第一喂料位置、至少一個擠出 物出口、至少一個除氣區(qū)域和至少一個氣體出口，其中驅(qū)動裝置設(shè)置 在擠出機螺桿的相對于聚合物的輸送方向位于下游的端部的區(qū)域內(nèi)。
這具有這樣的優(yōu)點，即驅(qū)動裝置僅僅必須相對于聚合物材料密封， 其與單體和溶劑相比具有較高的粘度。此外，驅(qū)動裝置的密封無須相
對于所使用的溶劑是耐久的。
本發(fā)明總結(jié)如下，擠出機螺桿的驅(qū)動裝置設(shè)置在擠出機螺桿的只 存在聚合物材料的區(qū)域內(nèi)，從而允許密封的相應(yīng)簡單的設(shè)計。本發(fā)明 因此描述了一種途徑，將驅(qū)動裝置設(shè)計在擠出機的這樣一個位置上， 在該位置聚合物業(yè)基本上被除氣，并且盡管在那兒由于擠出機中的攜
帶流(drag flow)可預期到最高的壓力上升。
在一個特別優(yōu)選的方案中設(shè)置成，擠出機螺桿在其位于下游的端 部上被驅(qū)動。在此，擠出物出口有利地相對于擠出機的縱向軸線在徑 向和/或切向上設(shè)置。
同樣有利的是，擠出物出口設(shè)置在驅(qū)動裝置的上游，但是位于待 除氣的聚合物糖漿的喂料位置的下游。
在排氣擠出機的一個特別優(yōu)選的方案中設(shè)置成，擠出機螺桿具有 至少兩個輸送螺紋輪廓相反的區(qū)域，從而在擠出機螺桿的與驅(qū)動裝置 鄰接的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個反向輸送螺紋，其確保在擠出機的驅(qū)動側(cè)的密 封。這種反向輸送螺紋導致熔體反向輸送并且在擠出機筒體的區(qū)域內(nèi) 阻止在擠出物出口下游的材料堵塞。
優(yōu)選擠出物出口設(shè)置在擠出機螺桿的向下游輸送的區(qū)域17的位 于第一喂料位置下游的端部上，從而不僅主輸送流而且熔體回流進入 擠出物出口。
在相反切割的且輸送的各螺桿輪廓之間的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個堵塞環(huán) (Stauring)和/或螺桿芯體的直徑變化。
在本發(fā)明的排氣擠出機的一個方案中設(shè)置成， 一第二喂料位置在 擠出機內(nèi)設(shè)置在位于下游的端部的區(qū)域內(nèi)。在這個位置合理的是，將 業(yè)已除氣的聚合物供入擠出機內(nèi)，從而在那兒導入的熔體持續(xù)地以與
主流反向的聚合物流沖擊擠出機螺桿的位于擠出物出口和驅(qū)動裝置之 間的下游端部。由此在擠出機螺桿的這個部分內(nèi)可靠地避免了聚合物 堆積。這樣的堆積可能在突然散開時導致位于擠出物出口內(nèi)的主材料 流的變色。
在擠出機螺桿的這個區(qū)域內(nèi)可以設(shè)置螺桿和/或擠出機筒體的單 獨的冷卻和/或加熱裝置，以便有利地影響熔體在這個區(qū)域內(nèi)的粘度。 例如擠出機螺桿的這個區(qū)域可以被一個封閉的蒸汽通道軸向貫穿，該 蒸汽通道部分填充一種可蒸發(fā)的液體。當然可以在擠出機螺桿的具有 相反的螺紋輪廓的區(qū)域內(nèi)設(shè)置另外一個蒸汽通道。在擠出機螺桿冷卻 的區(qū)域內(nèi)，蒸汽在蒸汽通道內(nèi)的冷凝由于釋放的冷凝熱量導致加熱， 而由于過高的溫度發(fā)生的蒸發(fā)導致冷卻。
也可以在螺桿的相反的螺紋輪廓的區(qū)域內(nèi)經(jīng)由軸向孔從外部供給 冷卻介質(zhì)和/或加熱介質(zhì)，其從內(nèi)部流過螺桿。
在本發(fā)明的排氣擠出機的一個特別優(yōu)選的方案中設(shè)置成，第二喂 料位置在擠出機筒體上在擠出物出口的下游，即沿聚合物的輸送方向 在擠出物出口的后面連接在擠出物出口上。這個喂料位置通過一個在 擠出物出口的區(qū)域內(nèi)分岔出的部分流和/或通過一個在擠出機筒體中 在擠出物出口上游分岔出的部分流和/或通過一個由擠出物排出管路 分岔出的部分流獲得其優(yōu)選被除氣的熔體。通過這種方式一部分被除 氣的聚合物流在擠出機的這個位置被分流出來并且在熔體回流的區(qū)域 內(nèi)重新供入。另外的可能性是第二喂料位置由 一第二擠出機供給聚合 物。
也可以的是，例如由一個平行的聚合過程分流出被除氣的聚合物 并且在擠出機的相應(yīng)位置供入。
第二喂料流的大小可以通過合適的旋轉(zhuǎn)供料管路的直徑和/或供
料橫截面和/或分支橫截面進行調(diào)節(jié)。也可以的是，通過閥門和/或其 它的調(diào)節(jié)機構(gòu)和/或第二擠出機調(diào)節(jié)第二喂料流的大小。
擠出機的氣體出口可以設(shè)置在不同的位置上，例如待蒸發(fā)的元素 在聚合物的輸送方向上被向上或朝側(cè)向排出。而后需要將聚合物的氣
體出口設(shè)置在喂料位置的下游。也可以的是，將在排氣時產(chǎn)生的氣體 的一部分在第一喂料位置的上游排出。氣體出口在第一喂料位置的上 游。這特別是與本發(fā)明的擠出機構(gòu)造相聯(lián)系是特別有利的。


下面參考附圖借助于實施例詳細闡述本發(fā)明。其中
圖l排氣擠出機的部分剖視的示意圖，包括連接在其上的冷凝腔
并且無驅(qū)動裝置；
圖2根據(jù)本發(fā)明的排氣擠出機的示意圖，包括傳動裝置和馬達，
然而沒有連接的冷凝腔。
具體實施例方式
圖1示出利用l表示的排氣擠出機的一部分。排氣擠出機l包括 一個擠出機筒體2以及一個可旋轉(zhuǎn)地支承在擠出機筒體2內(nèi)的擠出機 螺桿3。擠出機螺桿3經(jīng)由一個中間設(shè)置的傳動裝置5被一個驅(qū)動裝 置4轉(zhuǎn)動。例如可以設(shè)置一個電動機作為驅(qū)動裝置4。
如上所述，驅(qū)動裝置4和傳動裝置5在圖1中未示出，它們位于 附圖右側(cè)。聚合物/單體混合物經(jīng)由一個分盆的喂料管6在擠出機筒體 2的至少兩個彼此徑向?qū)χ玫奈恢媒?jīng)由喂料閥門7輸送給擠出機筒體 2。
根據(jù)本發(fā)明的排氣擠出機l構(gòu)成為所謂的"單螺桿擠出機"，其然 而也可以構(gòu)成為雙螺桿擠出機。
擠出機筒體2在喂料閥門7的區(qū)域內(nèi)在橫截面上擴寬，即其內(nèi)直 徑大約比這個區(qū)域外部的通常的擠出機筒體2的內(nèi)直徑高出1.01至3 倍。在那兒擠出機筒體2的內(nèi)直徑大致對應(yīng)于擠出機螺桿3的螺桿螺 紋的外直徑(考慮到可能的公差)。擠出機筒體2的較大內(nèi)直徑的區(qū)域 限定了除氣區(qū)域。單體/聚合物混合物和/或溶劑/聚合物混合物在一定 的壓力和溫度下經(jīng)由喂料管6供入擠出機筒體2內(nèi)。在除氣區(qū)域9中 發(fā)生強烈的壓力減小，從而單體和/或溶劑可以由聚合物中除去。此外 在這個區(qū)域內(nèi)材料的流動速度減小了 。聚合物在附圖中被向右朝驅(qū)動 裝置方向輸送。在這個關(guān)聯(lián)中使用的概念"下游"和"上游"總是參
考聚合物的輸送方向。
在除氣區(qū)域9中產(chǎn)生的氣體和在那兒的產(chǎn)生的蒸汽在附圖中向 左、即喂料閥門7的上游輸送。
擠出機筒體2的位于上游的端部10在端側(cè)是敞開的并且通入一個 冷凝腔11內(nèi)，在除氣區(qū)域9中產(chǎn)生的氣體作為過熱的蒸汽流入所述冷 凝腔內(nèi)。
利用12表示噴入液體，由此氣體和/或蒸汽在冷凝腔內(nèi)冷卻和冷 凝。所使用的液體符合目的地易與聚合物混合，從而可能被帶出的聚 合物在液體內(nèi)溶解。替換地或附加地，可以使用其它的用于冷凝的裝 置，例如熱交換器和/或冷凝器。
如在圖2中示出，驅(qū)動裝置4設(shè)置在喂料閥門7的下游，即聚合 物被從擠出機頂部/螺桿頂部朝驅(qū)動側(cè)輸送。
如在圖2中可以進一步看到，本發(fā)明的排氣擠出機l在其位于喂 料位置6下游的端部上具有一個切向的或徑向的擠出物出口 13。
如由圖l看到，擠出機螺桿被一個封閉的蒸汽通道15軸向貫穿， 該蒸汽通道部分填充一種可蒸發(fā)的液體。溶劑或單體的蒸發(fā)在擠出機 的供料區(qū)域內(nèi)導致聚合物的強烈冷卻。可蒸發(fā)的液體例如是水或惰性 的可蒸發(fā)的液體，例如沸騰油(Siedem)。借助于蒸汽通道，被強烈冷 卻的聚合物可以在短的路徑上被重新加熱，當液體在此處在蒸汽通道 15中冷凝時。除了擠出機筒體在喂料區(qū)域內(nèi)的加熱和擠出機螺桿3的 摩擦熱量外，蒸汽通道15是用于在糖漿的喂料區(qū)域內(nèi)被(部分)除氣 的熔體的附加熱源。因此通過這個構(gòu)造在擠出機上的流量(Durchsatz ) 最大化。在擠出物出口 13的區(qū)域內(nèi)擠出機螺桿的內(nèi)部的蒸發(fā)對熔體或 擠出物冷卻。
過剩的摩擦熱量可以被導出，從而降低對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。 在根據(jù)本發(fā)明的排氣擠出機l中，驅(qū)動裝置4和傳動裝置5設(shè)置
在排氣擠出機1的沿聚合物的輸送方向位于下游的端部上，即在與第
一喂料位置6相反的一側(cè)上。
擠出機螺桿3包括一個第一螺紋段17，其中螺紋輪廓如此定向，
使得在擠出機筒體2中產(chǎn)生從喂料位置6朝擠出物出口 13的熔體輸 送。
排氣擠出機l的擠出物出口 13相對于擠出機螺桿3的縱向軸線在 徑向上或切向上定向，從而聚合物在傳動裝置5和驅(qū)動裝置4的上游 排出。
擠出機螺桿3此外包括一個第二螺紋段18，在該螺紋段中螺紋輪 廓如此定向，使得實現(xiàn)與第一螺紋段17的輸送方向反向的返回輸送。 第二螺紋段18因此用于在擠出機的驅(qū)動側(cè)相對于聚合物的主輸送流 密封。
利用19表示由聚合物的主輸送流分盆出的輸送流，該輸送流經(jīng)由 一個旁路14和一個第二喂料位置20被輸入擠出機筒體2的第二螺紋 段18的區(qū)域內(nèi)。該旁路可以在擠出機筒體的內(nèi)部或外部延伸。通過由 主輸送流分岔出的聚合物，在擠出機筒體2的第二螺紋段18的區(qū)域內(nèi) 導致新的聚合物的反向沖流。在這個區(qū)域內(nèi)聚合物由傳動裝置5的方 向朝擠出物出口 13的方向輸送。因此在那兒不可能有聚合物殘留停留 在擠出物出口 13的下游。
如由附圖可以看出，擠出物出口 13設(shè)置在第一螺紋段17的位于 下游的端部的區(qū)域內(nèi)。
本發(fā)明的排氣擠出機有利地通過已知的方式和方法被加熱。排氣 擠出機在使用位置是水平的，如在附圖中所示。
附圖標記清單
1 排氣擠出機
2 擠出才幾筒體
3 擠出機螺桿
4 驅(qū)動裝置
5 傳動裝置
6 喂料管
7 喂料閥門
8 冷凝物出口
9 除氣區(qū)域
10 排氣擠出機的上游的端部
11 冷凝腔
12 噴入
13 擠出物出口
14 旁路
15蒸汽通道
16 氣體出口
17 第一螺紋段
18 第二螺紋段
19 分岔出的聚合物流
20 第二喂料位置。
權(quán)利要求
1. 一種用于對聚合物材料除氣的排氣擠出機(1)，包括至少一個驅(qū)動裝置、至少一個擠出機筒體(2)、至少一個可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的支承在擠出機筒體(2)內(nèi)的擠出機螺桿(3)、至少一個第一喂料位置(6)、至少一個擠出物出口(13)、至少一個除氣區(qū)域(9)和至少一個氣體出口(16)，其特征在于，驅(qū)動裝置設(shè)置在擠出機螺桿(3)的相對于聚合物的輸送方向位于下游的端部的區(qū)域內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的排氣擠出機，其特征在于，擠出機螺桿(3 ) 在其位于下游的端部上被驅(qū)動。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的排氣擠出機，其特征在于，擠出物出 口 (13)相對于擠出機的縱向軸線在徑向和/或切向上設(shè)置。
4. 如權(quán)利要求1至3之一項所述的排氣擠出機，其特征在于，擠 出物出口 (13)設(shè)置在驅(qū)動裝置的上游。
5. 如權(quán)利要求1至4之一項所述的排氣擠出機，其特征在于，擠 出機螺桿(3)具有至少兩個輸送螺紋輪廓相反的區(qū)域。
6. 如權(quán)利要求1所述的排氣擠出機，其特征在于，擠出物出口(13) 設(shè)置在向下游輸送的螺紋段(17 )的位于喂料位置(6 )下游的端部上。
7. 如權(quán)利要求1至6之一項所述的排氣擠出機，其特征在于，一 第二喂料位置(20)在擠出機內(nèi)設(shè)置在位于下游的端部的區(qū)域內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求7所述的排氣擠出機，其特征在于，第二喂料位置 (20)在擠出機內(nèi)位于擠出物出口 (13)的下游，該喂料位置通過一個在擠出物出口 (13)的區(qū)域內(nèi)分盆出的部分流和/或通過一個在擠出 機筒體(2)中在擠出物出口 (13)上游分岔出的部分流和/或通過一 個由擠出物排出管路分岔出的部分流獲得其優(yōu)選被除氣的熔體。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的排氣擠出機，其特征在于，第二喂料 位置(20)由一第二擠出機供給。
10. 如權(quán)利要求7至9之一項所述的排氣擠出機，其特征在于， 第二喂料位置(20)的材料流可以調(diào)節(jié)。
11. 如權(quán)利要求1至10之一項所述的排氣擠出機，其特征在于， 用于至少一部分在除氣時產(chǎn)生的氣體的氣體出口 (16)設(shè)置在第一喂 料位置(6)的上游。
12. 如權(quán)利要求1至IO之一項所述的排氣擠出機，其特征在于， 在相反切割的且輸送的各螺桿輪廓之間的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一堵塞環(huán)和/或 螺桿芯體的直徑變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對聚合物材料除氣的排氣擠出機(1)，包括至少一個驅(qū)動裝置、至少一個擠出機筒體(2)、至少一個可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的支承在擠出機筒體(2)內(nèi)的擠出機螺桿(3)、至少一個第一喂料位置(6)、至少一個擠出物出口(13)、至少一個除氣區(qū)域(9)和至少一個氣體出口(16)。本發(fā)明的排氣擠出機的特征在于，驅(qū)動裝置設(shè)置在擠出機螺桿(3)的相對于聚合物的輸送方向位于下游的端部的區(qū)域內(nèi)。
文檔編號B29C47/38GK101391484SQ20071018694
公開日2009年3月25日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月20日
發(fā)明者R·卡勒夫 申請人:贏創(chuàng)羅姆有限責任公司