CN1558818A - 造粒机和生产切块的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于从粘性材料中生产切块的造粒机和一种生产切块的方法。造粒机在刀具(1、2)之间具有间隙该间隙至少部分地被固定在刀轴(5)上的防喷罩(4)覆盖。

Description

造粒机和生产切块的方法
本发明涉及一种用于从粘性材料中生产切块的造粒机和一种生产切块的方法。
多种方法被用于从处于粘性状态的材料中生产颗粒或切块。
一种方法是向辊式破碎机给料。辊子保持适当的温度。在辊子上设置一个强力受压的凸起部。新供给的材料从凸起部上面经过并被加工成小球。同时，材料冷却至得到具有适当粘度的坚韧材料。
冷却从辊子中拉出的带材，例如热塑性聚合物带材。然后使用造粒机切割所述带材，以得到“立方体颗粒”。从该带材中也可以切割或捣碎出其它形状的颗粒。这种工序是一种如在面包房加工面团以生产面包房食品的传统方法。
另一种方法是通过一个喷嘴直接压出带材，冷却该带材，并同上将该带材切割或冲压成形。这预先假定可从喷嘴压出处于高粘态的液体。
另一种方法是通过具有多个孔的一个喷嘴压出。另外可通过拉伸改变压出线材的直径。在进行适当冷却后，或是纺成，或是可切割该线材，以得到具有特定形状绝大多数呈圆柱形的颗粒。
另一种方法是通过具有多个孔的一个喷嘴压出。在喷嘴处使用一个切割装置，在多数情况下为刀具，直接切割出来的“线材”。根据出口速度和切割频率，可得到具有特定长度的圆柱形的颗粒。
本发明是基于最后提到的方法，该种方法进来越来越普及。
为使切割事实上成为可能，关键在于离开喷嘴的材料的粘度。低粘度的材料是不可能进行切割的。随着粘度的增加，切块开始变得发粘且油性。这导致切块相互间的润滑、结团和粘合。
仅当粘度足够高时，得到足够坚硬的可以独立存在的切块。
该切块是在圆形喷嘴孔的情况下获得的，通常与所预期的圆柱形相差很远。
根据所用材料，例如可得到球形的、透镜形状的或贝壳形状的颗粒(例如使用热塑性聚合物)。
其原因可为：材料的表面张力、材料内外不同的冷却速度、其中应力在颗粒中，以及在离开喷嘴后的弹性松弛。
切块发生形变的另一个原因是在切割过程中、在提升切割刀具过程中或在与壁或装置的碰撞过程中的机械力。稍长的、被压扁的切块通常是机械变形的作用结果。
在绝大多数情况下，切块的形变是不希望的。
许多材料，特别是处于粘性状态的塑料制品，具有较差的导热率且其体积对温度具有较大程度的相关性。
许多材料的表面会快速冷却并硬化。由于导热率较差，颗粒内部在一段较长的时间内保持高温、低粘度和体积较大。
随着颗粒内部的慢速冷却，所述材料经历体积缩小。
由于外层形状已稳定，在内部形成真空的空腔，即所谓的空穴。当冷却速度非常慢时，将不形成所述空穴。例如通过机械作用或由于壁过薄，一打开所述空腔，环境空气或环境液体就进入所述空腔。在进一步处理过程中，由于在打开的空腔中含有材料，因此可产生质量损耗。例如封闭的水在进一步处理过程中可导致发泡。
因此，在进行切割后切块的冷却速度对其形状和空穴含量有较大影响。
最普通的冷却方法是：
-将切块放置于水中，
-喷洒水，
-使用蒸气、空气或其它冷却剂进行处理。
还应指出，在刚刚进行完切割后，通过进行适当的冷却以稳定切块形状和防止与切割工具产生粘附。因此在切割过程中必须已开始进行冷却。这可通过例如刀具的喷洒做到这一点。同样在切块脱离刀具过程中，刀具依次将冷却剂打成漩涡，并确保与雾状冷却剂相接触。
一种已知的冷却旋转刀具的方法是轴向喷洒冷却剂。
不利的是喷嘴孔随后也同时被喷洒并冷却。
喷嘴孔变凉并完全地或部分地封闭了许多孔。结果是保持打开的喷嘴孔具有更大的通过量，即形成较大的切块，而那些部分打开的孔形成非常小的切块(岩屑锥、小板)。产生很宽的颗粒尺寸范围。
本发明还可解决不希望的喷嘴孔的喷洒的问题。
本发明的目的在于提供一种造粒机和一种避免已知设备的缺点的生产切块的方法，该方法提供相对较好的和更均匀的产品质量，特别是聚合物颗粒。
根据本发明，通过在造粒机上刀具之间的间隙至少部分地被固定在刀轴上的防喷罩覆盖，达到该目标。
本发明提供一种带有一个液体喷洒装置的从粘性材料，特别是聚合物中生产切块的造粒机，包括至少一个刀轴，在其周围布置有多个刀具，和一个带有喷嘴板的挤出装置，在刀轴运转期间刀具扫过喷嘴板，其特征在于，刀具之间的间隙至少部分地被固定在刀轴上的防喷罩覆盖。
例如，在使用冷却剂喷洒刀具的过程中，通过在刀具的延伸部分安装防喷罩而保护刀具之间的间隙无冷却剂。所述防喷罩与刀具一同旋转。它最好直接连接到刀具的后面并一直延伸至随后刀具的正前面。轴向观察，随后刀具的切割面必须未被覆盖，以使在那里切割出的成型体能够掉落。防喷罩被设置在距离喷嘴板的喷嘴孔足够远处。该切块在防喷罩上滑动，切块在那里与位于防喷罩上的冷却剂相接触并使其形状稳定。另外，在一个特定实施例中在防喷罩上必要时冲压出的或涂出的凹槽、狭缝或板状物附加地控制切块在防喷罩上的路径和滞留时间。
喷洒装置最好包括一个或多个用于产生雾状液体的喷雾嘴，该喷雾嘴沿喷嘴板的方向对齐。防喷罩阻止了喷洒液在喷嘴孔的直接喷射。
在本发明的一个优选实施例中，喷洒装置被布置成正对着刀具的后侧。
在本发明的一个优选实施例中，喷洒装置被布置在刀具的刀轴上。
通过造粒机的一个实施例可具有一些特殊的优点，其中喷洒装置的液体供给被布置在刀轴上或刀轴中并且随其一同旋转，且液体供给经过管道进入到刀具区域，其中液体供给的出口孔被布置在刀具区域内并指向喷嘴板的方向。
在本发明的一个特别优选实施例中通过将冷却剂(例如：水)喷洒到刀轴头部上而得到进一步的改进。在那里有一个“捕集装置”。从该捕集装置处，通道和管道通向刀具。根据刀轴泵的原理，冷却剂沿刀具臂向外运行到刀具处，并被均匀地分散在切割面上。为使冷却剂轴向喷洒到刀具上，使冷却剂的出口孔终止于刀具前一定距离处是有利的。
如果在优选实施例中刀具弹性固定在刀轴上且刀具被构造以便可弹性移动地经过喷嘴板，可进一步改善切割材料的品质。以这种方式可以确保光滑切割。
根据用途，喷嘴板的喷嘴被构造成一种特殊形状，例如：星形或圣诞老人形等(应用于面包房食品)。
本发明还提供一种使用一个带有喷洒装置的造粒机从粘性材料中生产切块或颗粒的方法，其特征在于，在刀具轴向喷洒液体的情况下，使用装在刀具夹上并随其进行旋转的一个防喷罩防止液体直接喷洒到喷嘴板上。
最好使用根据本发明所述的和以上所描述的造粒机。
可用作粘性材料的有聚合物熔体，特别是热塑性聚合物，可选自聚酰胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚烯烃、特别是聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)、SAN树脂或聚氨脂或以上聚合物的混合物。
粘性材料最好使用聚酰胺，最好特别是加入玻璃纤维强化且含15-50％重量百分比，最好是20-30％重量百分比的玻璃纤维的聚酰胺。
冷却液，特别是水，可被用作喷洒液。
另一种选择是，加热流体特别是油，可起到喷洒液的作用，加热流体导致颗粒受热。在面包房食品的生产中，使用这一工序具有优势。
以下，通过实例并结合附图来详细描述本发明，该实例并不是限制性的，其中：
图1是根据本发明所述的外壳打开时的造粒机的局部视图；
图2示出了冷却液的另一种供给方式。
实例
布置在刀轴5***的两个刀具1、2轴向旋转(参见图1；在此示出了无外壳的造粒机的喷嘴板和***部分)。转速达到1200转数/分(r.p.m.)。刀具1、2的切割面为10厘米宽。防喷罩4构造成在向内方向和向外方向上均比刀具1、2宽1厘米。最后，即在各个随后的刀具1或2之前，防喷罩4升高2厘米且由此与喷嘴孔6距离约为2厘米。它在随后的刀具的切割面之前0.5厘米处终止。
防喷罩4是中心角为170°、外径为31厘米和内径为19厘米的半圆形不锈钢环。
带有喷嘴6的喷嘴板3的外径为30厘米，内径为20厘米。喷嘴孔6的直径为0.35厘米。
80℃的水作为冷却剂被喷洒到刀具1、2和防喷罩4上。
在改进的造粒装置(参见图2)中，冷却剂(水)通过刀轴5供应给其他管道7并通过末端孔8喷洒到刀具1、2的区域中。

Claims (12)

1.用于从粘性材料，特别是从聚合物中生产切块的造粒机，带有一个液体喷洒装置，包括至少一个刀轴(5)，其周围布置有多个刀具(1、2)，和一个带有喷嘴板(3)的挤出装置，在刀轴(5)运转期间刀具(1、2)扫过喷嘴板，其特征在于，刀具(1、2)之间的间隙至少部分地被一个固定在刀轴(5)上的防喷罩覆盖。
2.根据权利要求1所述的造粒机，其特征在于，该喷洒装置包括一个或多个用于产生雾状液体的喷雾嘴，该喷雾嘴沿喷嘴板(3)的方向对齐。
3.根据权利要求1或2所述的造粒机，其特征在于，该喷洒装置被布置在正对着刀具(1、2)的后侧。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的造粒机，其特征在于，该喷洒装置被布置在刀具的刀轴(5)上。
5.根据权利要求4所述的造粒机，其特征在于，喷洒装置的液体供给位于刀轴(5)上或刀轴(5)中并且随其一同旋转，且液体供给经过管道(7)进入到刀且(1、2)区域，其中液体供给的出口孔(8)被布置在刀且(1、2)区域内并指向喷嘴板(3)的方向。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的造粒机，其特征在于，刀具(1、2)弹性固定在刀轴(5)上且可弹性地在喷嘴板(3)上移动。
7.使用带有喷洒装置的造粒机从粘性材料中生产切块或颗粒的方法，其特征在于，在用液体轴向喷洒刀具(1、2)的过程中，使用装在刀具夹上并一起旋转的防喷罩(4)防止液体直接喷洒到喷嘴板(3)上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使用本发明权利要求1-6中任一项所述的造粒机作为造粒机。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，可用作粘性材料的有聚合物熔体，特别是热塑性聚合物，可选自聚酰胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚烯烃、特别是聚丙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)、SAN树脂或聚氨脂或以上聚合物的混合物。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，粘性材料使用聚酰胺，最好特别是加入玻璃纤维强化且含15-50％重量百分比，最好是20-30％重量百分比的玻璃纤维的聚酰胺。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于，冷却液，特别是水，可被用作喷洒液。
12.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于，可起到加热切块或颗粒作用的加热流体特别是油，被用作喷洒液。
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