KR102310893B1 - 처리될 물질을 탈휘발하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

처리될 물질을 탈휘발하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

처리될 물질(2)에 대한 탈휘발 장치는 기어(5)를 통해 구동 모터에 의해 구동되는 스크루 머신(3)을 갖는다. 스크루 머신(3)은 연결된 스크루 샤프트(13, 14)가 배치된 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12)를 갖는다. 적어도 하나의 스크루 샤프트(13, 14)는, 각각의 샤프트 연결(28, 29)을 통해, 기어(5)에 연결된 출력 샤프트(25, 26)에 연결된다. 적어도 하나의 샤프트 연결(28, 29)은 기어(5)의 하우징(24)의 내부 공간(27)에 배치된다. 적어도 하나의 가스 벤팅 채널(44, 45)은 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12)와 내부 공간(27) 사이에 형성된다. 또한, 적어도 하나의 가스 벤팅 개구(46)는 하우징(24)에 배치되고, 가스 벤팅 개구(46)는 내부 공간(27)에 연결된다. 장치는 적어도 하나의 가스 벤팅 채널(44, 45), 내부 공간(27), 및 가스 벤팅 개구(46)을 통해 쉽고 효율적으로 탈휘발될 수 있도록 물질(2)을 허용한다. 그 결과, 스크루 머신(3)은 간단한 소형 설계를 갖는다.

Description

처리될 물질을 탈휘발하기 위한 장치 및 방법{Device and method for devolatilizing material to be processed}
본 발명은 청구항 1의 서문에 따른, 처리될 물질, 특히 플라스틱 물질을 탈휘발하기 위한 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 처리될 물질을 탈휘발하기 위한 방법에 관한 것이다.
물질을 처리 및 탈휘발하기 위한 장치는 EP 2 193 907 A1(US 2010/0143518 A1에 대응)에 알려져 있다. 이러한 장치는, 기어를 통해, 회전용 스크루 머신을 구동하는 구동 모터를 포함한다. 기어의 출력 샤프트들 및 스크루 머신의 스크루 샤프트들은 클러치 슬리브를 사용하여 상호 연결된다. 클러치 슬리브는 랜턴이라고도 불리는 기어의 부착 하우징에 위치한다. 스크루 머신은 부착 하우징에 연결되고, 머신 하우징은 스크루 머신에 있는 물질을 역-벤팅하기 위한 가스 벤팅 개구 또는 가스 벤팅 채널이 제공된다.
본 발명의 목적은 처리될 물질을 간단하고 효율적인 탈휘발을 보장하는 간단한 소형 장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적은 처리될 물질, 특히 플라스틱 물질을 탈휘발하기 위한 장치에 의해 성취되며, 상기 장치는, 스크루 머신을 회전 구동하기 위한 구동 모터와, 스크루 머신으로서 머신 하우징, 머신 하우징 내에 형성된 적어도 하나의 하우징 보어, 연결된 회전축에 대해 회전 구동 가능하도록 연결된 하우징 보어에 배치된 적어도 하나의 스크루 샤프트를 포함하는 상기 스크루 머신, 기어로서 구동 단부에서 구동 모터와 결합되고, 출력 단부에서 적어도 하나의 출력 샤프트을 가지고, 내부 공간과 하우징을 갖는, 적어도 하나의 출력 샤프트 및 적어도 하나의 스크루 샤프트 중 적어도 하나의 샤프트 연결이 배치되는, 상기 기어를 포함하고, 적어도 하나의 하우징 보어와 내부 공간 사이에는 적어도 하나의 가스 벤팅 채널이 형성되고, 하우징에는 내부 공간에 연결된 적어도 하나의 가스 벤팅 개구가 형성되는 장치이다. 스크루 머신의 적어도 하나의 하우징 보어와 하우징의 내부 공간 사이에 형성된 적어도 하나의 가스 벤팅 채널로 인해 기어의 하우징을 통해 물질의 탈휘발은 발생할 수 있다. 이를 위해, 적어도 하나의 가스 벤팅 개구가 하우징 내에 형성되고, 가스 벤팅 개구는 내부 공간으로 이어진다. 처리 중에 물질로부터 휘발하는 휘발성 성분은 적어도 하나의 가스 벤팅 채널, 내부 공간, 및 적어도 하나의 가스 벤팅 개구를 통해, 적어도 하나의 하우징 보어로부터 용이하고 효율적으로 벤팅될 수 있다. 물질의 휘발성 성분은 바람직하게 랜턴에 의해 벤팅된다. 본 발명에 따른 장치는, 알려진 장치에 비해서, 머신 하우징 내의 가스 벤팅 개구 및 가스 벤팅 채널은 생략되기 때문에, 축 방향으로 짧은 설계를 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는 더 간단한 소형 설계를 갖는다.
적어도 하나의 가스 벤팅 채널의 최소 자유 단면 표면 영역은 바람직하게는 적어도 하나의 하우징 보어에서, 다시 말해, 적어도 하나의 스크루 샤프트와 머신 하우징 사이의 자유 단면 표면 영역과 동일하다. 이는, 휘발성 성분의 유동 속도가 적어도 하나의 가스 벤팅 채널에서 이루어지는 탈휘발 공정에서, 적어도 실질적으로 증가하지 않는다는 것을 보장한다.
적어도 하나의 스크루 샤프트가 코어 직경을 갖고, 적어도 하나의 가스 벤팅 채널이 코어 직경 외측에 적어도 부분적으로 적어도 하나의 하우징 보어로 이어지는 장치는 간단하고 효과적인 탈휘발을 보장한다. 적어도 하나의 가스 벤팅 채널이 코어 직경 외측에 적어도 부분적으로 적어도 하나의 하우징 보어로 이어진다는 사실로 인하여, 적어도 하나의 가스 벤팅 채널은 자유 흐름 단면의 결과로서 낮은 흐름 저항을 갖는다. 코어 직경의 외부에 위치한 적어도 하나의 가스 벤팅 채널의 자유 흐름 단면이 크면 클수록 흐름 저항은 더 낮아진다. 코어 직경의 외부에 위치한 적어도 하나의 가스 벤팅 채널의 흐름 단면은 스크루 샤프트에 의해 영속적으로 덮여 있지 않으며, 이에 따라 간단하고 효과적인 탈휘발을 보장한다.
적어도 하나의 스크루 샤프트가 코어 직경 및 외부 직경을 가지며, 적어도 하나의 가스 벤팅 채널이 코어 직경과 외부 직경 사이에 적어도 부분적으로 적어도 하나의 하우징 보어로 이어지는 장치는 간단한 설계를 보장한다. 적어도 하나의 하우징 보어의 구동 단부에서, 적어도 하나의 스크루 샤프트의 코어 직경 및 외부 직경은 함께 적어도 하나의 가스 벤팅 채널이 적어도 하나의 하우징 보어와 내부 공간을 적어도 부분적으로 연결하도록 적어도 하나의 하우징 보어에 개방되는 개구를 정의한다. 결과적으로, 적어도 하나의 가스 벤팅 채널은 축 방향으로 짧은 길이를 갖는다. 개구에 위치한 적어도 하나의 가스 벤팅 채널의 유동 단면으로 인해, 적어도 하나의 가스 벤팅 채널은 영구적으로 적어도 하나의 스크루 샤프트에 커버되지 않으며, 그 결과 적어도 하나의 가스 벤팅 채널은 낮은 유동저항을 갖는다. 예를 들어, 연결된 스크루 샤프트에 대한 적어도 하나의 통로는 적어도 하나의 하우징 보어와 내부 공간 사이에 형성되고, 적어도 하나의 통로는 코어 직경과 외부 직경 사이의 범위의 직경을 갖는다. 결과적으로, 적어도 하나의 통로는 고리모양의 가스 벤팅 채널을 형성한다. 또한, 적어도 하나의 가스 벤팅 채널은 실질적으로 개구부에 배치된 L-형상 단면을 가질 수 있다. 일반적으로, 적어도 하나의 가스 벤팅 채널은 원하는 임의의 단면 형상을 가질 수 있다.
적어도 하나의 가스 벤팅 개구에 흡입 장치가 연결된 장치는 간단하고 효율적인 방식으로 탈휘발이 수행될 수 있게 한다.
적어도 하나의 가스 벤팅 개구가 내부 공간에 있는 장착 영역을 정의하고, 적어도 하나의 샤프트 연결이 장착 영역에 적어도 부분적으로 배치되는 장치는 간단한 소형 설계를 보장한다. 적어도 하나의 가스 벤팅 개구는 내부 공간의 장착 영역을 정의하고, 장착 영역은 하우징 외부로부터 접근될 수 있다. 장착 영역은 내부 공간안으로 적어도 하나의 가스 벤팅 개구의 돌출부(projection)에 실질적으로 대응한다. 적어도 하나의 샤프트 연결이 조립 영역에 배치된다는 사실로 인하여, 적어도 하나의 가스 벤팅 개구가 적어도 하나의 샤프트 연결로 조립 및/또는 분해를 허용하므로, 적어도 하나의 샤프트 연결로 조립 및/또는 분해를 위해 다른 조립 개구들이 요구되지 않는다.
하우징이 부착 하우징으로서 구성되고, 이 부착 하우징은 내부 공간을 정의하며, 적어도 하나의 가스 벤팅 개구가 부착 하우징에 형성되는 장치는 간단한 설계를 보장한다. 적어도 하나의 샤프트 연결은 스크루 머신에 연결된 부착 하우징에 배치되고, 필요한 경우, 기어의 메인 하우징에 배치된다. 적어도 하나의 가스 벤팅 채널은 적어도 하나의 하우징 보어와 부착 하우징의 내부 공간 사이에 형성된다. 적어도 하나의 가스 벤팅 개구는 부착 하우징을 통해 내부 공간으로 연장되어, 적어도 하나의 하우징 보어로부터 적어도 하나의 가스 벤팅 채널, 내부 공간, 및 적어도 하나의 가스 벤팅 개구를 통해 물질의 휘발성 성분이 벤팅되도록 허용한다. 부착 하우징은 메인 하우징에 직접 고정될 수 있거나, 스크루 머신에 연결된 독립된 하우징을 형성할 수 있고, 필요한 경우, 프레임 및/또는 베이스에 연결될 수 있다. 탈휘발은 랜턴을 통해 이루어진다.
부착 하우징이 기어의 메인 하우징 및 머신 하우징에 연결되는 장치는 간단한 소형 설계를 보장한다. 부착 하우징이 메인 하우징 및 머신 하우징에 연결되는 사실로 인하여, 장치는 축 방향으로 짧은 길이를 갖는다.
부착 하우징이 적어도 부분적으로 경사진 방향으로 연장되는 하우징 바닥을 갖고, 특히 하우징 바닥이 밀봉가능한 응축수 배관의 방향으로 연장되는 장치는 간단한 설계를 보장한다. 적어도 부분적으로 경사진 방향으로 연장된다는 것은 하우징 바닥이 탈휘발하는 동안 부착 하우징에서 생성된 응축수를 하우징 바닥의 최저 지점에서 수집할 수 있도록 허용한다. 바람직하게는, 응축수가 부착 하우징의 내부 공간으로부터 배출을 허용하는 하우징 바닥의 최저 지점의 영역에 응축수 배관이 형성된다. 응축수 배관은, 예를 들어 부착 하우징, 특히 하우징 바닥에 착탈 가능하게 설치된 수집 용기에 의해 밀봉가능하다. 응축수 배관은 바람직하게는 특히 진공-타이트(vacuum-tight) 방식으로 완전 밀봉가능(sealable hermetically)하다. 상기 과정에서 생성된 응축수는 응축수 배관에 경사진 하우징 바닥을 따라 유도될 수 있고, 응축수 배수를 통해 수집 용기로 유입될 수 있다. 수집 용기를 비우기 위해, 수집 용기는 단순히 부착 하우징으로부터 제거되고, 비운 후 다시 부착된다.
응축수 배관이 부착 하우징에 형성되고, 응축수 배관이 내부 공간에 장착 영역을 정의하고, 적어도 하나의 샤프트 연결이 적어도 부분적으로 장착 영역에 배치되는 장치는 간단한 설계를 보장한다. 부착 하우징에 형성된 응축수 배관은 내부 공간에 장착 영역을 정의하고, 장착 영역은 응축수 배관를 통해 부착 하우징 외부로부터 접근될 수 있다. 장착 영역은 실질적으로 내부 공간으로 응축수 배관의 돌출부에 의해 정의된다. 적어도 하나의 샤프트 연결이 조립 영역에 배치된다는 사실로 인하여, 응축수 배관이 적어도 하나의 샤프트 연결을 조립 및/또는 분해하기 위한 조립 개구를 이미 제공하기 때문에 적어도 하나의 샤프트 연결을 조립 및/또는 분해하기 위한 추가적인 조립 개구들은 요구되지 않는다. 바람직하게는, 적어도 하나의 가스 벤팅 개구 및 응축수 배관은 샤프트 연결을 조립 및/또는 분해하기 위하여 함께 다른 측면들에서 접근 가능한 공통 장착 영역을 형성하는데, 다시 말하면 적어도 하나의 가스 벤팅 개구와 응축수 배관을 통해 형성된다.
스크루 머신이 멀티-샤프트 스크류 머신(a multi-shaft screw machine), 특히 동일한 방향으로의 회전을 위해 구동 가능한 트윈-샤프트 스크루 머신(a twin-shaft screw machine)으로서 구성되는 장치는 간단하고 효율적인 탈휘발을 보장한다. 멀티-샤프트 스크루 머신은 머신 하우징에 형성된 복수의 하우징 보어를 가짐으로써 서로 관통하고, 하우징 보어의 각각에는 회전 구동 가능한 방식으로 내부에 배치된 관련 스크루 샤프트가 제공된다. 스크루 샤프트는 특히, 동일한 방향으로 회전 구동 가능하다. 바람직하게는, 스크루 머신은 동일한 방향으로 회전을 위해 구동 가능한 스크루 샤프트를 밀접하게 맞물리는 트윈-샤프트 스크루 머신으로서 구성된다.
구동 모터 및 기어가 서로 관련하여 L-형상 구성으로 배치되는 장치는 소형 설계를 보장한다. 구동 모터 및 기어가 서로 관련하여 L-형상 구성으로 배치된다는 사실로 인하여, 장치는 비교적 짧은 축의 길이를 갖는다. 기어는 구동 모터가 제 1 축 방향으로 배치되고, 스크루 머신이 제 2 축 방향으로 배치되는 방식으로, 특히 각도 기어로서 구성되고, 이들 축 방향은 서로 직각으로 작동한다. 바람직하게, 구동 모터는 제 1 축 방향이 수직이고, 제 2 축 방향이 수평이 되도록 배치된다. 바람직하게, 구동 모터는 매달린 방식으로 배열된다.
물질을 처리하기 위해 메인 스크루 머신이 제공되고, 스크루 머신이 메인 스크루 머신에 있는 물질의 탈휘발을 위해 연결되는 장치는 간단하고 효율적인 탈휘발을 보장한다. 스크루 머신은 메인 스크루 머신에 배치된 물질의 탈휘발을 위해 측면 탈휘발 머신으로서 구성된다. 메인 스크루 머신은 물질을 처리하는데 사용되며, 그 내부에 형성된 메인 하우징 보어와 종래의 메인 머신 하우징을 갖고, 메인 하우징 보어에는 동일한 방향으로 회전을 위해 구동 시킬 수 있는 방식으로 내부에 배치된 처리 요소 샤프트가 제공된다. 메인 머신 하우징은 스크루 머신의 적어도 하나의 하우징 보어에 연결하도록 메인 하우징 보어로 이어지는 적어도 하나의 통로를 갖는다. 메인 하우징 보어를 측면 탈휘발 머신으로서 구성된 처리 중에 물질로부터 빠져 나가는 휘발성 성분은 메인 하우징 보어로부터 적어도 하나의 하우징 보어로 적어도 하나의 통로를 통해 벤팅된다. 하우징 보어로 부터, 휘발성 성분은, 본 발명에 따라, 하우징으로부터 적어도 하나의 가스 벤팅 채널, 내부 공간, 및 적어도 하나의 가스 벤팅 개구를 통해 벤팅된다.
처리될 물질에 대한 공급 개구와 처리된 물질에 대한 배출 개구가 머신 하우징에 형성되고, 배출 개구가 물질의 이송 방향으로 공급 개구의 하류에 배치되는 장치는 간단한 소형 설계를 보장한다. 스크루 머신은 물질을 처리 및 탈휘발하는데 사용된다. 이를 위해, 머신 하우징에는 처리될 물질을 위한 공급 개구와 처리된 물질을 배출하기 위한 배출 개구가 제공된다.
또한, 본 발명의 목적은 간단한 소형 설계를 가지는 장치를 이용하여 간단하고 효율적인 방식으로 물질이 처리될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 처리될 물질, 특히 플라스틱 물질의 탈휘발을 위한 방법에 의해 성취되며, 이 방법은, 물질을 탈휘발하기 위해 장치를 제공하는 단계로서, 상기 장치는 스크루 머신을 회전 구동하기 위한 구동 모터와, 스크루 머신으로서 머신 하우징, 머신 하우징 내에 형성된 적어도 하나의 하우징 보어, 연결된 회전축에 대해 회전 구동 가능하도록 연결된 하우징 보어에 배치된 적어도 하나의 스크루 샤프트를 포함하는 스크루 머신과, 기어로서, 구동 단부에서 구동 모터와 결합되고, 출력 단부에서 적어도 하나의 출력 샤프트를 가지고, 내부 공간과 하우징을 갖는, 적어도 하나의 출력 샤프트 및 적어도 하나의 스크루 샤프트 중 적어도 하나의 샤프트 연결이 배치되는, 상기 기어를 포함하고, 적어도 하나의 하우징 보어와 내부 공간 사이에는 적어도 하나의 가스 벤팅 채널이 형성되고, 하우징에는 내부 공간에 연결된 적어도 하나의 가스 벤팅 개구가 형성되는, 물질을 탈휘발하기 위한 장치를 제공하는 단계와, 적어도 하나의 하우징 보어로부터 적어도 하나의 가스 벤팅 채널 및 적어도 하나의 가스 벤팅 개구를 통해 물질의 휘발성 성분을 방출함으로써 물질을 탈휘발하는 단계를 포함하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 방법이다. 본 발명에 따른 방법의 장점은 이미 위에서 설명한 본 발명에 따른 장치의 장점에 해당한다.
본 발명에 따른 장치는, 알려진 장치에 비해서, 머신 하우징 내의 가스 벤팅 개구 및 가스 벤팅 채널은 생략되기 때문에, 축 방향으로 짧은 설계를 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는 더 간단한 소형 설계를 갖는다.
도 1은 제 1 예시적인 실시예에 따라, 처리될 물질을 탈휘발하기 위한 장치의 측면도를 도시한 도면.
도 2는 스크루 머신에서 기어까지의 전이 영역에서 도 1에 따른 장치를 통해 수직 부분 종단면도를 도시한 도면.
도 3은 도 2에 있는 단면선 III-III을 따른 장치의 단면을 도시한 도면.
도 4는 제 2 예시적인 실시예에 따라, 처리될 물질을 탈휘발하기 위한 장치를 통해 도 3의 단면에 해당하는 단면을 도시한 도면.
도 5는 제 3 예시적인 실시예에 따라, 처리될 물질을 탈휘발하기 위한 장치의 부분 절단 평면도를 도시한 도면.
도 6은 도 5에 있는 단면선 VI-VI을 따른 장치를 통해 단면도를 도시한 도면.
본 발명의 추가적인 특징들, 장점 및 여러 상세한 사항은 여러 예시적인 실시예들의 다음의 설명으로부터 나타날 것이다.
다음은, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제 1 예시적인 실시예를 설명한다.
물질(2), 특히 플라스틱 물질을 처리 및 탈휘발하기 위한 장치(1)는, 기어(5)를 통해 구동 모터(4)에 의해 회전 구동 가능한 멀티-샤프트 스크루 머신(3)을 갖는다.
스크루 머신(3)은 플랜지(8)를 사용하여 서로 연결되어 있는 복수의 하우징 부(7)로 구성된 머신 하우징(6)을 갖는다. 머신 하우징(6)은 지지체(9)에 의해 베이스 프레임(10)에 대해 지지된다.
스크루 머신(3)은 트윈-샤프트 스크루 머신, 다시 말하면 트윈-샤프트 압출기(twin-shaft extruder)로 구성된다. 머신 하우징(6)은 서로 관통하는 두 개의 하우징 보어(11, 12)를 갖고, 하우징 보어는 수평의 숫자8의 형상으로 면을 갖는다. 하우징 보어(11, 12)에 배치된 두 개의 스크루 샤프트(13, 14)는, 밀접하게 서로 맞물리도록 구성되고 연결된 회전축(15, 16) 주위로 회전 구동할 수 있다. 스크루 샤프트(13, 14)는 코어 직경(Di)과 외부 직경(Da)을 갖는다. 제 1 하우징부(7)는 스크루 샤프트(13, 14)에 의해 이송방향(18)으로 물질(2)을 이송 및 처리하기 위한 공급 개구(17)가 제공된다. 이렇게 처리된 물질(2)은 노즐 플레이트(19)에 형성된 배출 개구(20)를 통해 배출된다. 노즐 플레이트(19)는 마지막 하우징부(7)의 단부에 고정된다.
기어(5)는 감속 및 분배 기어로서 구성된다. 구동 단부에서, 기어(5)는 구동 모터(4)에 결합되며, 구동 모터(4)와 기어(5) 사이에 클러치(21)가 배치된다. 기어(5)는 메인 하우징(23) 및 부착 하우징(24)에 의해 형성된 하우징(22)을 갖는다. 부착 하우징(24)은 랜턴이라고도 지칭한다. 부착 하우징(24)은 메인 하우징(23)에 고정되고 내부 공간(27)을 정의한다.
내부 공간(27)에 있어서, 샤프트 연결(28, 29)은 스크루 샤프트(13, 14) 및 기어(5)의 두 개의 출력 샤프트(25, 26) 사이에 배치된다. 이를 위해, 기어(5)의 출력 샤프트(25, 26)는 메인 하우징(23)의 밖으로 안내되고, 커플링 슬리이브(32, 33)를 통해 스크루 샤프트(13, 14)의 구동 핀(32, 33)에 연결된 내부 공간(27)으로 안내된다.
부착 하우징(24)의 내부 공간(27)은 구동 단부에서 전면벽(34), 출력 단부에서 전면벽(35), 측벽들(36, 및 37), 상부벽(38), 및 하부벽(39)에 의해 형성된다. 전면벽(35)은 어댑터(41)을 통해 머신 하우징(6)이 장착되는 장착홈(40)이 형성된다. 어댑터(41)는 머신 하우징(6)의 일부이며, 제 1 하우징부(7)에 고정된다. 어댑터(41)에는 스크루 샤프트(13, 14)에 대한 보어(42, 43)가 제공되며, 보어(42, 43)는 하우징 보어(11, 12)와 일직선을 이루는 단면을 갖는다. 보어(42, 43)는 축 방향으로 어댑터(41)를 통과한다. 즉, 보어(42, 43)는 고리모양의 가스 벤팅 채널(44, 45)을 각각 형성하는 통로들로서 구성된다. 가스 벤팅 채널(44, 45)은 수평의 숫자 8 형상으로 공통 단면을 형성하도록 서로 겹쳐진다. 가스 벤팅 채널(44, 45)은 하우징 보어(11, 12)에서 내부 공간(27)까지 연장된다.
상부벽(38)에는 가스 벤팅 개구(46)가 형성되고, 가스 벤팅 개구(46)는 흡입 라인(47)를 통해 흡입 장치(48)에 연결된다. 다시 말해, 가스 벤팅 채널(44, 45)은 각각의 코어 직경(Di)과 각각의 외부 직경(Da) 사이의 하우징 보어(11, 12)로 실질적으로 이어진다.
출력 샤프트(25, 26)는 전면벽(34)을 통해 내부 공간(27)으로 이어진다. 전면벽(34)은, 예를 들어, 보다 상세히 도시하지 않은 밀봉 수단에 의해 출력 샤프트(25, 26)에 관하여 밀봉된다. 전면벽(34, 및 35), 측벽(36, 및 37), 및 벽(38, 39)은 부착 하우징(24)이 탈휘발하기 위해 내부 공간(27)에 밀봉하는 방식으로 단단히 서로 연결된다. 하부벽(39)은, 하부벽(39)에 형성된 하우징 바닥(49)을 따라 하부벽(39)에 형성된 응축수 배관(50)으로 유동하도록 내부 공간(27)에 생성된 응축수를 허용하는 경사진 하우징 바닥(49)을 형성한다. 수집 용기(51)가 응축수 배관(50)에 연결되며, 수집 용기(51)는 탈착가능 및 타이트하게 하부벽(39)에 고정되는 방식으로 연결된다. 응축수 배관(50)은 수집 용기(51)에 의해 완전 밀봉가능하게 되어있다.
가스 벤팅 개구(46)를 통해, 내부 공간(27)은 부착 하우징(24) 외부로부터 접근 가능하여, 제 1 장착 영역(M1)이 가스 벤팅 개구(46)에 의해 내부 공간(27)에 정의된다. 제 1 장착 영역(M1)은 실질적으로 내부 공간(27)으로의 가스 벤팅 개구(46)의 돌출부에 의해 정의된다. 상대적으로, 내부 공간(27)은 응축수 배관(50)을 통해 부착 하우징(24)의 외측으로부터 접근 가능하여, 응축수 배관(50)은 제 2 장착 영역(M2)을 정의한다. 제 2 장착 영역(M2)은 실질적으로 내부 공간(27)으로의 응축수 배관(50)의 돌출부에 의해 정의된다. 샤프트 연결(28, 29)은 적어도 부분적으로 조립 영역(M1 및/또는 M2) 중 하나에 배치된다.
장치(1)의 기능은 다음과 같다.
기어(5)을 통해, 구동 모터(4)는 동일한 방향으로 스크루 샤프트(13, 14)를 구동하고, 다시 말해서 동일한 방향으로 회전 구동한다. 처리될 물질(2)은 예를 들면 플라스틱 물질은, 공급 개구(17)를 통해 하우징 보어(11, 12)에 공급된다. 물질(2)은 스크루 샤프트(13, 14)에 의해 이송방향(18)으로 이송 및 처리되어, 휘발성 성분이 물질(2)로부터 벗어난다. 이에 따라, 처리된 물질(2)은 통상의 방법으로 배출 개구(20)를 통해 배출된다.
휘발성 성분은 하우징 보어(11, 12)로부터 역-벤팅되고, 다시 말해서 이송 방향(18)의 반대방향으로 벤팅된다. 이를 위해, 흡입 장치(48)는 내부 공간(27)에 대기압 이하의 압력을 생성하는데 사용되어, 휘발성 성분이 가스 벤팅 개구(46) 및 흡입 라인(47)을 통해 흡입 장치(48)에 도달하기 전에 가스 벤팅 채널(44, 45)를 통해 내부 공간(27)으로 이끌린다. 이는 도 2의 화살표로 도시되어 있다. 다시 말해, 휘발성 성분은 랜턴을 통해 역-벤팅된다. 내부 공간(27)에서 생성된 응축수는 추출하는 동안 수집 용기(51)에 수집되도록 응축수 배관(50)의 방향으로 하우징 바닥(49)을 가로질러 흐른다. 필요할 경우, 수집 용기(51)는 하부벽(39)으로부터 제거되어 비워진다.
가스 벤팅 채널(44, 45)이 코어 직경(Di)과 외부 직경(Da) 사이의 영역에 있는 하우징 보어(11, 12)로 이어진다는 사실로 인하여, 가스 벤팅 채널(44, 45)은 짧은 축의 길이와 비교적 큰 흐름 단면을 갖는다. 유동 단면은 스크루 샤프트(13, 14)에 의해 영구적으로 커버되지 않지만, 실질적으로 자유롭다. 부착 하우징(24)을 통해 탈휘발이 발생된다는 사실로 인하여, 스크루 머신(3)은 짧은 축의 길이를 갖도록 구성될 수 있다. 특히, 머신 하우징(6)에서 가스 벤팅 개구를 제공하는 것은 더 이상 필요하지 않다. 샤프트 연결(28, 29)이 조립 영역(M1 및 M2)에 배치된다는 사실로 인하여, 연결 샤프트(28, 29)는 가스 벤팅 개구(46) 및/또는 응축수 배관(50)을 통해 조립 및/또는 분해될 수 있다. 부착 하우징(24)에 형성된 가스 벤팅 채널(44, 45) 및 가스 벤팅 개구(46)는 간단하고 효율적이며 소형의 역-벤팅 장치의 형성을 허용한다.
다음에는, 도 4를 참조하여 본 발명의 제 2 예시적인 실시를 설명한다. 이전 실시예와 달리, 어댑터(41)는 계속된 보어(42, 43)를 갖지 않는다. 보어(42, 43)는 블라인드 홀(blind holes) 방식으로 구성된다. 보어(42, 43)에서 시작해서, 내부 공간(27)으로 두개의 브레이크스루(breakthroughs)(52, 53)가 연장되고, 브레이크스루(52, 53)는 L-형상의 단면을 갖는다. 다시 말해, 보어(42, 43) 및 서로 인접한 브레이크스루(52, 53)는 가스 벤팅 채널(44, 45)을 형성한다. 보어(42, 43)의 상류로, 스크루 샤프트(13, 14)는 상세히 도시되지 않은 통상의 밀봉 방법으로, 특히, 패킹 글랜드(packing glands)로 어댑터(41)에 밀봉된다. L-형상 브레이크스루(52, 53)는 부착 하우징(24)의 방향으로 하우징 보어(13, 14)에서 흘러나오는 응축수를 허용하는 수평 바닥을 각각 갖는다. 이를 위해, L-형상브레이크스루(52, 53)는 바람직하게는, 부착 하우징(24)의 방향으로 아래로 경사지도록 구성된다. 브레이크스루(52, 53)의 수직 단면은 가스 벤팅 채널(44, 45)의 흐름 단면을 증가시킨다. 설계 및 기능에 관한 더 자세한 사항은 이전의 실시예의 설명에서 찾을 수 있다.
다음에는, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 3 예시적인 실시예를 설명한다. 이전 실시예와 달리, 스크루 머신(3)는 측면 탈휘발 유닛으로서 구성된다. 장치(1)는 물질(2)을 처리하기 위한 메인 스크루 머신(54)을 갖고, 메인 스크루 머신(54)은 메인 구동 모터(55), 클러치(56), 및 기어(57)에 의해 동일한 방향으로 회전 구동 가능하다. 메인 스크루 머신(54)은 메인 머신 하우징(58)을 갖고, 공급 개구(70) 및 배출 개구(20)뿐만 아니라 두 상호 관입 메인 하우징 보어(59, 60)가 형성된다. 메인 하우징 보어(59, 60)에서, 스크루 샤프트 또는 처리 요소 샤프트(61, 62)는 메인 구동 모터(55)에 의해 연결된 회전축(63, 64) 주위로 동일한 방향으로 다시 말해서 동일한 회전 방향으로, 회전 구동 가능하도록 배치된다. 스크루 머신(3)의 머신 하우징(6)은 메인 머신 하우징(58)의 측면에 고정되고, 하우징 보어(11, 12)는 통로(65, 66)를 통해 메인 하우징 보어(58, 59)로 이어진다. 스크루 샤프트(13, 14)는 통로(65, 66)까지 연장된다. 머신 하우징(6)은 부착 하우징(24)에 직접 연결된 하우징부(7)를 갖는다. 어댑터는 제공되지 않는다. 가스 벤팅 채널(44, 45)은 하우징 보어(11, 12)와 내부 공간(27) 사이에서 연장된다. 가스 벤팅 채널(44, 45)의 설계에 관한 더 자세한 사항은 이전 실시예들의 설명에서 찾을 수 있다. 구동 모터(4) 및 기어(5)는 보다 소형의 설계를 달성하는 L-형상 구성으로 배치된다. 이를 위해, 기어(5)는 각도 기어로서 구성되고, 구동 모터(4)는 그로부터 매달린다. 물질(2)은 메인 스크루 머신(54)를 사용하여 통상의 방법으로 처리된다. 스크루 머신(3)은 물질(2)의 탈휘발을 위해 사용된다. 이를 위해, 처리되는 동안 물질(2)로부터 탈출하는 휘발성 성분은, 통로(65, 66), 하우징 보어(11, 12), 가스 벤팅 채널(44, 45), 내부 공간(27), 및 가스 벤팅 개구(46)를 통해, 메인 하우징 보어(59, 60)로부터 고갈된다. 구동 모터(4)에 의해, 스크루 샤프트들(13, 14)은 통로(65, 66)와 하우징 보어(11, 12)에 유인되는 물질을 방지하는 방식으로 동일한 방향으로 회전하도록 구동된다. 설계 및 기능에 관한 더 자세한 사항은 이전의 실시예들의 설명에서 찾을 수 있다.
가스 벤팅 개구(46) 및 연결된 흡입 라인(47)은 일반적으로 부착 하우징(24)의 임의의 벽에 배치될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 가스 벤팅 채널(44, 45)은 일반적으로 임의의 원하는 경로를 따르고/또는 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12)와 내부 공간(27) 사이의 원하는 임의의 단면 형상을 가질 수 있다. 적어도 하나의 가스 벤팅 채널(44, 45)의 최소 자유 단면 표면 영역은 바람직하게는 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12)에서, 다시 말하면 적어도 하나의 스크루 샤프트(13, 14)와 머신 하우징(6) 사이에서, 자유 단면 표면 영역과 적어도 동일하다.
2: 처리될 물질 5: 기어
3: 스크루 머신 13, 14: 스크루 샤프트
11, 12: 하우징 보어 25, 26: 출력 샤프트
24: 하우징 27: 내부 공간
44, 45: 가스 벤팅 채널 46: 가스 벤팅 개구

Claims (17)

  1. 처리될 물질의 탈휘발(devolatilization)을 위한 장치로서,
    상기 장치는,
    - 스크루 머신(3)을 회전 구동하기 위한 구동 모터(4),
    - 스크루 머신(3)으로서,
    -- 머신 하우징(6),
    -- 상기 머신 하우징(6) 내에 형성된 적어도 하나의 하우징 보어(housing bore)(11, 12),
    -- 연결된 회전축(15, 16)에 대해 회전 구동 가능하도록, 연결된 하우징 보어(11, 12)에 배치된 적어도 하나의 스크루 샤프트(13, 14)를 포함하는 상기 스크루 머신(3),
    - 기어(5)로서,
    -- 구동 단부에서 구동 모터(4)와 결합되고, 출력 단부에서 적어도 하나의 출력 샤프트(25, 26)을 가지고,
    -- 내부 공간(27)과 하우징(24)을 갖는, 상기 기어(5)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12)와 상기 내부 공간(27) 사이에는 적어도 하나의 가스 벤팅 채널(44, 45)이 형성되고,
    상기 하우징(24)에는 상기 내부 공간(27)에 연결된 적어도 하나의 가스 벤팅 개구(46)가 형성되는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치에 있어서,
    상기 하우징은 부착 하우징(24)으로서 구성되고,
    상기 부착 하우징(24)은 상기 기어(5)의 메인 하우징(23)과 머신 하우징(6)에 연결되고,
    상기 부착 하우징(24)은 내부 공간(27)을 형성하고, 적어도 하나의 가스 벤팅 개구(46)는 부착 하우징(24)에 형성되고,
    상기 부착 하우징(24)에는 적어도 하나의 출력 샤프트(25, 26) 및 적어도 하나의 스크루 샤프트(13, 14) 중 적어도 하나의 샤프트 연결(28, 29)이 배치되며,
    상기 부착 하우징(24)은 적어도 부분적으로 경사진 방향으로 연장되는 하우징 바닥(49)을 갖는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리될 물질은 플라스틱 물질인 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스크루 샤프트(13, 14)는 코어 직경(Di)을 가지며,
    상기 적어도 하나의 가스 벤팅 채널(44, 45)은 코어 직경(Di) 외측에 적어도 부분적으로 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12)로 이어지는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스크루 샤프트(13, 14)는 코어 직경(Di) 및 외부 직경(Da)을 가지며,
    적어도 하나의 가스 벤팅 채널(44, 45)은 코어 직경(Di)과 외부 직경(Da) 사이에 적어도 부분적으로 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12)로 이어지는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 벤팅 개구(46)에는 흡입 장치(48)가 연결되는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 벤팅 개구(46)는 내부 공간(27)에 있는 장착 영역(M1)으로 이어지고, 상기 적어도 하나의 샤프트 연결(28, 29)은 장착 영역(M1)에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 바닥(49)은 밀봉가능한 응축수 배관(50)의 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 부착 하우징(24)에는 응축수 배관(50)이 형성되고,
    상기 응축수 배관(50)은 내부 공간(27)에서 장착 영역(M2)으로 이어지고, 상기 적어도 하나의 샤프트 연결(28, 29)은 장착 영역(M2)에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크루 머신(3)은 멀티-샤프트 스크류 머신으로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스크루 머신(3)은 동일한 방향으로의 회전을 위해 구동 가능한 트윈-샤프트 스크루 머신으로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 모터(4) 및 기어(5)는 서로 관련하여 L-형상 구성으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 물질을 처리하기 위해 메인 스크루 머신(54)이 제공되고,
    상기 스크루 머신(3)은 메인 스크루 머신(54)에 있는 물질(2)의 탈휘발을 위해 메인 스크루 머신에 연결되는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    처리될 물질(2)에 대한 공급 개구(17) 및 처리된 물질(2)에 대한 배출 개구(20)는 머신 하우징에 형성되고, 상기 배출 개구(20)는 물질(2)의 이송방향(18)으로 공급 개구(17)의 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 장치.
  14. 처리될 물질의 탈휘발을 위한 방법으로서,
    - 상기 물질(2)을 탈휘발하기 위한 장치(1)를 제공하는 단계로서, 상기 장치(1)는,
    -- 스크루 머신(3)을 회전 구동하기 위한 구동 모터(4),
    -- 스크루 머신(3)으로서,
    --- 머신 하우징(6),
    --- 상기 머신 하우징(6) 내에 형성된 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12),
    --- 연결된 회전축(15, 16)에 대해 회전 구동 가능하도록, 연결된 하우징 보어(11, 12)에 배치된 적어도 하나의 스크루 샤프트(13, 14)를 포함하는 상기 스크루 머신(3),
    -- 기어(5)로서,
    --- 구동 단부에서 구동 모터(4)와 결합되고, 출력 단부에서 적어도 하나의 출력 샤프트(25, 26)를 가지고,
    --- 내부 공간(27)과 하우징(24)을 갖는, 상기 기어(5)를 포함하고,
    --- 상기 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12)와 상기 내부 공간(27) 사이에는 적어도 하나의 가스 벤팅 채널(44, 45)이 형성되고,
    --- 상기 하우징(24)에는 상기 내부 공간(27)에 연결된 적어도 하나의 가스 벤팅 개구(46)가 형성되고,
    -- 상기 하우징은 부착 하우징(27)으로서 구성되고,
    -- 상기 부착 하우징(24)은 상기 기어(5)의 메인 하우징(23)과 머신 하우징(6)에 연결되고,
    -- 상기 부착 하우징(24)은 내부 공간(27)을 형성하고, 적어도 하나의 가스 벤팅 개구(46)는 부착 하우징(24)에 형성되고,
    -- 상기 부착 하우징(24)에는 적어도 하나의 출력 샤프트(25, 26) 및 적어도 하나의 스크루 샤프트(13, 14) 중 적어도 하나의 샤프트 연결(28, 29)이 배치되며,
    -- 상기 부착 하우징(24)은 적어도 부분적으로 경사진 방향으로 연장되는 하우징 바닥(49)을 갖는, 물질(2)을 탈휘발하기 위한 장치를 제공하는 단계와,
    - 상기 적어도 하나의 하우징 보어(11, 12)로부터 적어도 하나의 가스 벤팅 채널(44, 45) 및 상기 적어도 하나의 가스 벤팅 개구(46)를 통해 물질(2)의 휘발성 성분을 방출함으로써 물질(2)을 탈휘발하는 단계를 포함하는, 처리될 물질의 탈휘발을 위한 방법.
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