连续制造可膨胀塑料颗粒的设备及生产该颗粒的方法

申请号 CN201180007490.2 申请日 2011-01-11 公开(公告)号 CN102725115A 公开(公告)日 2012-10-10
申请人 苏舍化学技术有限公司; 发明人 P.尼辛;
摘要 本 发明 涉及用于连续制造可膨胀塑料颗粒(G)的设备(1)。设备(1)包括:用于提供塑料熔体(F)的塑料熔体源(2);用于通过将塑料熔体(F)浸渍以由膨胀剂源提供的膨胀剂(B)来提供已浸渍塑料熔体(FB)的 浸渍器 件(3);以及用于从已浸渍塑料熔体(FB)生产颗粒(G)的 造粒 机(4、41、42),其中造粒机(4、41、42)被 流体 连接到浸渍器件(3)。依据本发明,切换装置(5)以这样的方式设置,即:塑料熔体(F)能够在绕过浸渍器件(3)的情况下被供给到造粒机(4、41、42)。此外,本发明涉及一种利用根据本发明的设备(1)生产颗粒(G)的方法。
权利要求

1.一种用于连续制造可膨胀塑料颗粒(G)的设备,所述设备包括:用于提供塑料熔体(F)的塑料熔体源(2);用于通过将所述塑料熔体(F)浸渍以由膨胀剂源(BS)提供的膨胀剂(B)来提供已浸渍塑料熔体(FB)的浸渍器件(3);以及用于从所述已浸渍塑料熔体(FB)生产所述颗粒(G)的造粒机(4、41、42),其中所述造粒机(4、41、42)流体连接到所述浸渍器件(3),其特征在于,切换装置(5)以这样的方式设置,即:所述塑料熔体(F)能够在绕过所述浸渍器件(3)的情况下被供给到所述造粒机(4、41、42)。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述塑料熔体(F)能够被供给到所述浸渍器件(3)和/或所述造粒机(4、41、42),特别是能够二选一地供给到所述浸渍器件(3)或所述造粒机(4、41、42)。
3.根据权利要求1或2中任意一项所述的设备,其特征在于,至少设置第一造粒机(41)和第二造粒机(42)。
4.根据权利要求3所述的设备,其特征在于,第一分配装置(61)以这样的方式设置,即:所述塑料熔体(F)能够被供给到所述第一造粒机(41)和/或所述第二造粒机(42)。
5.根据权利要求3或4中任意一项所述的设备,其特征在于,第二分配装置(62)以这样的方式设置,即:所述已浸渍塑料熔体(FB)能够被供给到所述第一造粒机(41)和/或所述第二造粒机(42)。
6.根据权利要求4或5中任意一项所述的设备,其特征在于,所述第一分配装置(61)和/或所述第二分配装置(62)是以这样的方式布置和设计的多路(6),即:所述塑料熔体(F)和/或所述已浸渍塑料熔体(FB)能够被供给到所述第一造粒机(41)和/或所述第二造粒机(42)。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的设备,其特征在于,另外设置了备用造粒机(GS)。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的设备,其特征在于,所述第一造粒机(41)和/或所述第二造粒机(42)和/或所述备用造粒机(GS)是下造粒机和/或水下线料切粒机和/或线料切粒机和/或水环切粒机。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的设备,其特征在于,所述第一造粒机(41)和/或所述第二造粒机(42)和/或所述备用造粒机(GS)包括接收腔和挤压腔(403),所述接收腔和挤压腔(403)被带有多个喷嘴开口(4051、4052)的喷嘴板(405)分隔开,所述喷嘴开口在所述喷嘴板上以这样的方式布置,即:塑料熔体(F)的塑料线料和/或已浸渍塑料熔体(FB)的塑料线料能够从所述接收腔被挤压到所述挤压腔(403)中。
10.根据权利要求9所述的设备,其特征在于,所述造粒机(41、42)和/或所述备用造粒机(GS)的喷嘴开口(4052)的直径大于所述第一造粒机(41)和/或所述第二造粒机(42)的喷嘴开口(4051)的直径。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的设备,其特征在于,设置了预处理器件(31、
32)和/或用于将添加剂添加到所述塑料熔体(F、FB)的添加剂浸渍器件(3A),和/或其中所述浸渍器件(3)和/或所述预处理器件(31、32)和/或添加剂浸渍器件(3A)包括混合器和/或冷却器和/或挤压机,特别是用于混合和/或冷却所述塑料熔体(F)和/或所述已浸渍塑料熔体(FB)的动态挤压机。
12.根据前述权利要求中任意一项所述的设备,其特征在于,所述浸渍器件(3)和/或所述预处理器件(31、32)和/或所述添加剂浸渍器件(3A)包括作为接触和均匀化装置的静态混合器,并且其中所述静态混合器特别设计为冷却器件,尤其是设计为热交换器的管。
13.根据前述权利要求中任意一项所述的设备,其特征在于,用于添加剂(A)的源被流体连接到所述设备,尤其是流体连接到添加剂浸渍器件(3A)和/或所述浸渍器件(3)和/或所述预处理器件(31、32),以便在操作状态中将所述添加剂(A)添加到所述塑料熔体(F)和/或所述已浸渍塑料熔体(FB)。
14.根据前述权利要求中任意一项所述的设备,其特征在于,设置了旁路装置(7),用于绕过所述浸渍器件(3)和/或所述预处理器件(31、32)和/或所述添加剂浸渍器件(3A)。
15.一种用于使用根据前述权利要求中任意一项所述的设备(1)来生产颗粒(G)的方法。

说明书全文

连续制造可膨胀塑料颗粒的设备及生产该颗粒的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及根据相应类别的独立权利要求的前序部分的、一种用于连续制造可膨胀塑料颗粒的设备以及一种用于生产可膨胀塑料颗粒的方法。

背景技术

[0002] 本领域已知用于制造可膨胀塑料颗粒的方法和设备,例如从EP 0 668 139 A1中可知。关于依据EP 0 668 139 A1的方法的具体示例,浸渍聚合物熔体在造粒机中借助于形状给定的凝固被制成小。该熔体通过喷嘴挤出;由此方式形成的线料利用水进行淬火,并且通过旋转的刀具加以粉碎从而形成颗粒形式。此方法中,聚合物熔体在进入造粒机之前就已预先冷却,以在挤出期间避免线料膨胀。用于将已浸渍熔体冷却到其凝固温度之上几摄氏度的温度所采取的措施是成问题的。这是因为,在如此的情况下,很难允许等量的熔体流经并联布置的造粒机的全部挤压喷嘴。因此,将发生熔体流动的不稳定性,从而可能导致单独的喷嘴由于熔体在其中凝固而堵塞。
[0003] 当前,这些问题通过依据EP 1 702 738 A2的发明已经被部分地解决,该发明允许连续地制造可膨胀塑料颗粒,其中利用流体膨胀剂来浸渍塑料熔体,并且经浸渍的熔体被制成颗粒。依据EP 1 702 738 A2的方法通过这样的设备来实施,该设备包括如下部件:用于熔体的至少一个产生压的给料装置,特别地,其可以是体积送给料装置;用于膨胀剂的计量装置;用于熔体的浸渍的接触和均匀化装置;用于已浸渍熔体的至少一个冷却器;水下造粒机;以及设备控制单元。
[0004] 颗粒化是利用在造粒机中被用作颗粒的冷却和传输介质的液体来实现的。该液体尤其是水或盐水(或溶胶)。利用在颗粒化期间所用的液体来施加高压,从而使尚未凝固的颗粒中的膨胀剂的膨胀作用由此至少部分被抑制。在造粒机的入口处实现对用于颗粒化的待调整参数(即,已浸渍熔体的温度和压力)的调节。在该调节中,对指定的参数进行测量,并且还将测量值与期望值进行比较,偏离期望值的偏差被设备控制装置用来影响通过一个或多个冷却器从已浸渍熔体中吸收的热量。
[0005] 由于本发明涉及用来制造可膨胀塑料颗粒的改进的设备和改进的方法,因此为了更好地理解本发明并且更清楚地区别于现有技术进行描绘,下面将借助于图1和图2对与其相关的相应的现有技术和技术问题简要地加以说明。图1显示了用于制造可膨胀塑料颗粒的已知设备的示意性示例,其中借助示意性的图2对已知的水下造粒机的基本原理加以解释,以便更具体地展示其功能。
[0006] 请注意,在本说明书中为了区别于本发明来对现有技术进行描绘,涉及从现有技术中已知的设备或设备部件的那些特征都带有撇号,而根据本发明的特征则以没有撇号的附图标记指示。
[0007] 迄今为止,用于连续制造可膨胀塑料颗粒G'的已知方法是通过使用如图1中示意性示出的示例性设备1'来实施的。在该布置中,塑料熔体F'利用流体膨胀剂B'来浸渍,已经以这种方式被处理的熔体F'最终被颗粒化。设备1'在该特定示例中包括以下部件:一个产生压力的给料装置200',利用产生压力的给料装置200',体积地供给从塑料源2'获得的熔体F';用于膨胀剂B'的源BS',其利用计量装置被供给到熔体F';用于F'的浸渍的接触和均匀化装置3';用于已浸渍熔体FB'的至少一个冷却器31';可任选的另一个均匀化装置32';水下造粒机4';以及还有设备控制装置100'。已经生产的颗粒G'最终作为容器C'中的产品而获得。
[0008] 塑料源2'可包括用于从单体的源材料制造塑料的聚合反应器,并且还包括用于聚合物的除气装置。塑料源2'亦可是用于一种回收的热塑性塑料的回收装置,并且还包括熔化装置,特别是可加热的挤压机。塑料源2'亦可仅是使颗粒状热塑性塑料液化的熔化装置。
[0009] 颗粒化使用液体来实现,优选是水,例如还可以是盐水或溶胶,其在造粒机4'中被用作颗粒G'所用的冷却和传输介质。利用颗粒化期间所用的液体来施加高压,因此在尚未凝固的颗粒中的膨胀剂B'的膨胀作用被至少部分地抑制。
[0010] 在造粒机4'入口处对颗粒化所用的待调整参数(即,已浸渍熔体的温度和压力)的调节是通过利用设备控制装置100'来加以实现的。在该调节中,对指定参数进行测量,并且还将测量值和期望值进行比较。偏离期望值的偏差被用来影响通过一个或多个冷却器31'、32'从已浸渍熔体中吸收的热量。
[0011] 使用设备控制装置100'通过电子装置来调节用于颗粒化的待调整参数。这些装置具有信号传输连接101'、102'、103'和104',分别连接到膨胀剂源BS'、给料装置200'、冷却器31'、或多个冷却器31'、32'、以及造粒机4'。
[0012] 下面的可调整参数与浸渍相关:温度、压力和驻留时间。需要的驻留时间取决于为浸渍所提供的膨胀剂B'的量。对于膨胀剂B'的每一预定比例而言,膨胀剂流量相对于熔体流量的固定比率借助于设备控制装置设定。这些流量可以是变化的,并且按体积供料的方式产生。在造粒机4'入口处的温度和压力的参数与颗粒化相关。
[0013] 至少一种添加剂A'可以在熔体F'的浸渍之前、期间和/或之后被加入。添加剂A'的给料点通过图1的菱形A1'、A2'、A3'和A4'显示。
[0014] 供料装置200'有利地是齿轮泵,但还可以是挤压机。其他的给料装置(泵、挤压机、螺旋输送器)也能够被用于根据本发明的设备中。用于附加给料装置的可能点在图1中被示出为小圆圈201'、202'和203'。
[0015] 请注意,上述设备1'的任何单个部件(特别是示例的塑料源2'、产生压力的给料装置200'、均匀化装置3、冷却器31'和32'、水下造粒机4'、设备控制装置100',等等)可以但并非必需地形成依据本发明的设备1的一部分。在这个特定的方面,本领域技术人员理解的是,上面给出的对于安装在现有技术中已知的设备1'中的单个部件及其工作原理的描述,还形成了对本发明的描述的相应部分。
[0016] 水下造粒机4'的操作方式借助图2a和图2b分别来描述。图2a是显示了水下造粒机4'的实质性特征及其基本工作原理的示意图。图2b显示了依据图2a的优选实施例。应当再次明确提到的是,现有技术中熟知的造粒机4'也可以特别有利地用在根据本发明的设备中。
[0017] 已浸渍熔体F'在机械装置4'(例如由达400'驱动的水下造粒机4')中被颗粒化。已浸渍熔体F'先通过分配器404'(形成造粒机4'的入口)到达喷嘴板405',其中熔体被挤压通过喷嘴板405'的喷嘴4051'。在入口处的附加给料装置(即螺旋输送器407')是可任选的。多个喷嘴4051'以环状方式布置在喷嘴板405'上。从喷嘴4051'排出的塑料线料进入装满水或其他液体的腔403',在其中,挤出的材料通过旋转的刀具404'的粉碎来形成颗粒形式。刀具404'安装在保持器上,保持器被布置在通向马达4000'的轴600'上。水通过泵40'在高压(例如10巴)下被引导通过入口连接部401'进入腔403',并且从其中将颗粒G'通过出口短管402'冲刷到分离装置411'中,同时冷却颗粒G'。颗粒G'在分离装置411'中与水分离并排放到容器C'中。水流过冷却装置412',在其中将从刚生产出的颗粒G'中吸收的热量释放到环境中。如果分离装置411'中的水压下降至环境压力,则水泵40'布置在冷却装置412'之前的上游处。如果例如用盐水代替水,那么可以以较低的温度(例如,< 0℃)进行对颗粒G'的冷却。
[0018] 前述的现有技术具有一些缺陷,特别是有关造粒机的缺陷。如之前已所述的那样,对于用造粒机(尤其是用水下造粒机)生产颗粒(特别是微小颗粒)而言,使用带有非常小的开口直径的喷嘴的喷嘴板。因此,当启动造粒机时,在与这些喷嘴板的连接中可能出现一些问题。尤其地,在设备临时停工时静止材料处于管内的情形中,可能发生开口的冷固,或者由于存在膨胀剂或其他添加剂(例如,成核剂),可能导致过度的发泡和/或过度的降解,特别是如果使用了温度敏感的添加剂,例如阻燃剂。关于现有技术的设备,例如上面所述,在这种情况下首先该设备的部件必须净化,以便准备好接收新的无添加剂的材料。但该过程会导致材料的大量损耗、以及设备的停工或产品材料的结聚,这不符合要求的规范。在具有高生产能力的设备的情形中,有关设备需要多个造粒机并联地操作,上述过程是不可行的。在添加剂的配给在中心实现且已浸渍熔体被分配到多个造粒机的情形中,这尤其是一个大问题。如果一台特定的造粒机由于失效而发生故障,则该造粒机必须重启,因而在许多情况下整个设备不得不首先利用无添加剂的熔体来操作。不言而喻,这个过程极度低效、费时,且因此还极度浪费。

发明内容

[0019] 从现有技术开始,本发明的目的由此是:实现一种可用的新设备,其用于连续制造可膨胀塑料颗粒,并且避免了从现有技术的相应设备中已知的前述问题;以及实现一种可用的方法,其用于运行该设备从而用于连续制造可膨胀塑料颗粒。
[0020] 满足这些目的的本发明的主题由独立权利要求1和15的特征所表征。从属权利要求则涉及本发明的特别有利的实施例。
[0021] 因此,本发明涉及用于连续制造可膨胀塑料颗粒的设备。该设备包括:用于提供塑料熔体的塑料熔体源;用于通过将塑料熔体浸渍以由膨胀剂源提供的膨胀剂来提供已浸渍塑料熔体的浸渍器件;以及造粒机,所述造粒机用于通过其从已浸渍塑料熔体生产颗粒,其中所述造粒机流体连接到浸渍器件。依据本发明,切换装置以这样的方式设置,即:塑料熔体可以在绕过浸渍器件的的情况下被供应到造粒机。
[0022] 也就是说,本发明特别涉及对现有技术的部件的新布置,并且通过切换装置来连接它们,从而使得可以将无添加剂的熔体直接供给到一台或多台造粒机。在这方面,重要的是死体积(dead-volume)要尽可能小,在所述死体积中的熔体在正常操作中是“静止的”。与现有技术相反,依据本发明,设备中将添加剂加入熔体的部分构造成所谓的“环路”。无添加剂的熔体在其被供给到混合器中之前首先被引导直接越过造粒机,所述混合器例如是用来加入或者浸渍添加剂的静态混合器。在特定实施例中,造粒机通过(特别是多路阀)连接到提供无添加剂的熔体的输入管和用于管送无添加剂的熔体到造粒机的产品管。
[0023] 关于一个特定实施例,熔体管源自熔体源,并且通过切换装置(其在一个简单的实施例中是三通)连接到多路阀和混合器件(其可以是浸渍器件),从而使得熔体,尤其是聚合物熔体(特别是聚苯乙烯熔体),可以依据操作状况被直接供应到造粒机和/或混合器件。
[0024] 特别有利地,无添加剂和/或已浸渍添加剂的熔体可以被独立地提供给每台单独的造粒机。在操作期间快速切换设备,使得可以独立于其他造粒机使用例如无添加剂熔体来启动每台单独的造粒机,然后切换到使用已浸渍添加剂的聚合物熔体的生产模式,优势在于其他造粒机可以独立且连续地操作,结果是使得操作可靠性显著地升高。
[0025] 在造粒机由于技术原因失效的情形中,该造粒机与浸渍器件脱开联系,因而从阀到相应造粒机的管能够使用来自熔体源的无添加剂熔体自由地进行清洁,以避免在设备相应部分的停工期间热管内的产品的沉积和降解。
[0026] 本发明的另一个重要优势是:由于可以避开加入添加剂的工序而直接将无添加剂的熔体供应到造粒机,所以还可以颗粒化未浸渍的塑料熔体。因此,采用依据本发明的设备,还可以生产例如完全透明的聚苯乙烯颗粒,而不是可膨胀聚苯乙烯(通常缩写为EPS)。
[0027] 阀的具体设计可以有所不同。在第一实施例中,阀是由若干开关组合的阀,例如所谓的“分流阀”,其是这样的阀,所述阀具有被垂直引导的活塞,并且具有两个或更多个活塞位置。或者在另一个实施例中,阀可以是紧凑的多路阀。因此,特别重要的是,避免死体积或者至少将死体积减小到绝对最小值。若非如此,则必然预料到的是,聚合物熔体(特别是,如果聚合物熔体被浸渍了对温度敏感的添加剂)会在这些死体积中分解,导致产品质量下降或者造成设备相关部分内的腐蚀
[0028] 如果塑料熔体源的制造能力是单个造粒机的能力的多倍,那么根据本发明的设备能够被特别有利地使用。通常,用于生产微颗粒的水下造粒机局限于其制造能力的方面,使得为了加工大量的塑料熔体,必须使多台造粒机并联操作。在此情况下,单独的造粒机在其中一台失效时不会彼此影响是特别重要的。这是通过下述操作来实现的,即:引导来自熔体源的产品流至少部分地不通过该设备中对塑料熔体实施浸渍的部分,而是将来自熔体源的产品流的相应部分直接供应给造粒机。关于这方面,可以设置附加的造粒机,使得在另外的造粒机失效的情形中,可以通过切换装置或通过阀来相应地启动附加的造粒机。为了实现这种操作模式,必需借助切换装置从熔体源中分离出一部分流。
[0029] 关于本发明的特定实施例,附加的造粒机是所谓的“备用造粒机”,它包括带有喷嘴的喷嘴板,所述喷嘴具有的开口相对于生产颗粒的其他造粒机所用的喷嘴开口具有相等的直径或者加大的直径。备用造粒机如果配备了与其他造粒机相同的喷嘴开口的直径,则可以在不延迟和不中断生产的情况下,替换由任何原因失效的造粒机,如果通过切换装置被连接以接收已浸渍的塑料熔体,则避免了任何损失。替代性地,如果备用造粒机配备了较大的喷嘴开口,那么就可以生产未浸渍的颗粒,其可以回收到设备,或者可以作为商业级的不可膨胀聚合物出售,这避免了材料的任何损失。在特定实施例中,备用造粒机的喷嘴开口的直径例如高达2 mm或更大。加大的开口确保了即使例如像污染物之类的颗粒(例如,“黑点”或固态添加剂的结块)存在于聚合物熔体中,备用造粒机也可以容易且没有问题地启动。备用造粒机可以设计成较其他造粒机处理更大的流率。
[0030] 在非常特殊的情况下,依据本发明的设备可以设计成将其部件如图1中原理性所示的那样以线性方式布置,而不采用上述以及图4中示意性所示的“环路”。在依据本发明的设备以线性方式布置的情况下,设置旁路装置(特别是以旁路管的形式),以便允许绕过浸渍器件和/或预处理器件。在使用旁路的情形中,采取适当的措施来最小化旁路管中熔体的死体积和/或驻留时间是特别有利的。
[0031] 关于本发明的特定实施例,塑料熔体可以被供应到浸渍器件和/或造粒机,特别是二选一地供应到浸渍器件或造粒机。
[0032] 特别对于同时并行地处理更大量的塑料熔体而言,至少设置第一造粒机和第二造粒机,其中第一分配装置以这种方式来有利地设置,即:塑料熔体可以供应到第一造粒机和/或第二造粒机。
[0033] 关于其他实施例,第二分配装置以这样的方式来设置,即:已浸渍塑料熔体依据设备的操作状态二选一地或者同时地供应到第一造粒机和/或第二造粒机。
[0034] 优选地,第一分配装置和/或第二分配装置是多路阀,并且以这样的方式布置和设计,即:塑料熔体和/或已浸渍塑料熔体可以供给到第一造粒机和/或第二造粒机。
[0035] 特别有利地,另外还提供了备用造粒机,其中第一造粒机和/或第二造粒机和/或备用造粒机是水下造粒机和/或水下线料切粒机和/或线料切粒机和/或水环切粒机。
[0036] 如图2b和图5所示,第一造粒机和/或第二造粒机和/或备用造粒机包括接收腔和挤压腔,所述接收腔和挤压腔被带有多个喷嘴开口的喷嘴板分隔,所述喷嘴开口在喷嘴板上以这样的方式布置,即:塑料熔体和/或已浸渍塑料熔体的塑料线料可从接收腔被挤压到挤压腔中。
[0037] 优选地,造粒机和/或备用造粒机的喷嘴开口的直径大于第一造粒机和/或第二造粒机的喷嘴开口的直径。
[0038] 关于本发明在实践中非常重要的另一个实施例,设置了预处理器件和/或添加剂浸渍器件,和/或浸渍器件和/或预处理器件和/或添加剂浸渍器件包括混合器和/或冷却器和/或挤压机,特别是用于混合和/或冷却塑料熔体和/或已浸渍塑料熔体的动态挤压机。
[0039] 由此,浸渍器件和/或预处理器件和/或添加剂浸渍器件可以包括像接触和均匀化装置那样的静态混合器,并且静态混合器特别可以被设计为冷却器件,尤其可以设计为热交换器的管。
[0040] 在大多数实际情况下,用于添加剂的源被流体连接到设备,特别是流体连接到添加剂浸渍器件,在一些情况下流体连接到浸渍器件和/或预处理器件,所述浸渍器件和/或预处理器件用于在操作状态中将添加剂添加到塑料熔体和/或已浸渍塑料熔体。
[0041] 在非常特定的实施例中,另外设置旁路装置,用于绕过浸渍器件和/或预处理器件和/或添加剂浸渍器件,在特定情形中,依据本发明的设备的部件以线性而非环路的形式布置。
[0042] 本发明另外涉及用于运行依据本发明的设备的方法,以及涉及用于使用依据本发明的设备来生产颗粒的方法。

附图说明

[0043] 本发明将借助示意图的帮助在下面得以更详细地进行解释,附图中:图1是从现有技术已知的设备的示例;
图2a是水下造粒机的示意图;
图2b是依据图2a的特定实施例;
图3是依据本发明的设备的第一实施例;
图4是依据本发明的设备的第二实施例;
图5是本发明的备用造粒机的实施例。

具体实施方式

[0044] 图1、图2a和图2b分别显示了如现有技术中已知那样的设备和水下造粒机的示例。正如已经提到的那样,为了将本发明和现有技术区分开来,那些涉及从现有技术中已知的设备或设备的部件的特征都带有撇号,而依据本发明的特征则以没有撇号的附图标记指示。
[0045] 不管图1、图2a和图2b中的附图标记具有撇号,图1的设备1'的任何单个部件,特别是例如塑料源2'、产生压力的给料装置200',均匀化装置3、冷却器31'和32'、水下造粒机4'、设备控制装置100'等等,可以但并非必需地形成根据本发明的设备1的一部分。在这个特定的方面,本领域技术人员理解的是,上面给出的对于安装在从现有技术中已知的设备1'中的单个部件及其工作原理的描述也形成了对本发明的描述的相应部分。还正如已经提到的那样,应该注意到的是,从现有技术所熟知的并且借助图2a和图2b进行描述的造粒机4'也能够特别有利地被用在根据本发明的设备中。
[0046] 因为图1、图2a和图2b已经在上面被详细地加以讨论,所以通过图3继续进行对附图的说明。
[0047] 图3以示意图的形式显示了用于连续制造可膨胀塑料颗粒G的设备1的第一实施例,其中从塑料熔体F开始,塑料熔体F在本示例中是聚苯乙烯。
[0048] 依据图1的设备1包括:用于提供塑料熔体F的塑料熔体源2;用于通过将塑料熔体F浸渍以由膨胀剂源BS提供的膨胀剂B来提供已浸渍塑料熔体FB的浸渍器件3。在本示例中,膨胀剂可以是从现有技术中已知的任何已知的膨胀剂或发泡剂,特别是H2O、CO2、N2、低沸点(特别是戊烷)。造粒机4还被设置成用于从已浸渍塑料熔体FB来生产颗粒G,其中造粒机4、41、42被流体连接到浸渍器件3。依据本发明,切换装置5以这样的方式设置,即:塑料熔体F可以在绕过浸渍器件3的情况下被供应到造粒机4。切换装置5可以是例如阀,特别是多路阀5,这取决于设备1的复杂度,特别是取决于设备1中所用的造粒机4的数量。
[0049] 依据本发明的设备1的第二实施例通过图4显示。依据图4的实施例被设计成环路的形式,并且在实践中非常重要。
[0050] 依据图4的采用环路形式的设备1包括:用于提供塑料熔体F的塑料熔体源2;用于通过将塑料熔体F浸渍以由膨胀剂源BS提供的膨胀剂B来提供已浸渍塑料熔体FB的浸渍器件3;以及用于从已浸渍塑料熔体FB生产颗粒G的造粒机4、41、42。造粒机4、41、42流体连接到浸渍器件3,其中造粒机42在本发明的特定实施例中是备用造粒机GS。依据本发明,切换装置5(在本发明中设置为简单的三通5)以这样的方式设置,即:在造粒机41失效的情况中,塑料熔体F可以在绕过浸渍器件3的情况下被供给到造粒机4。也就是说,塑料熔体F可以二选一地被供给到浸渍器件3或供给到造粒机4、41、42、GS。
[0051] 正如已经提到的以及图4中所清晰显示的那样,第一造粒机41和第二造粒机42、GS被设置成生产颗粒G,并且造粒机41、42、GS通过第一分配装置6、61、62联接到切换装置5和添加剂浸渍器件3A,以便使得塑料熔体F可以被供给到第一造粒机41和/或第二造粒机42、GS。
[0052] 关于图4的特定实施例,另外还将用于将膨胀剂B添加到塑料熔体F的浸渍器件3、依次布置在浸渍器件3和添加剂浸渍器件3A之间的两个预处理器件31、32设置为设备
1的重要部件。预处理器件31、32都包括混合器,特别是静态混合器,该混合器同时还是用于冷却已浸渍塑料熔体FB的冷却器。
[0053] 由此相应地,添加剂A的源被流体连接到设备,特别是连接到添加剂浸渍器件3A,但在另一个实施例中也可以连接到浸渍器件3和/或预处理器件31、32,以便在操作状态中将添加剂A添加到塑料熔体F和/或已浸渍塑料熔体FB。
[0054] 通过图5显示了本发明的备用造粒机GS的特定实施例。依据图5的备用造粒机与借助图2b所描述的造粒机实质上相同。
[0055] 图5所示的备用造粒机GS是水下造粒机GS,其包括接收腔和挤压腔403,所述接收腔和挤压腔403被具有多个喷嘴开口4051、4052的喷嘴板405分隔开。喷嘴开口在喷嘴板405上以这样的方式布置,即:塑料熔体F的塑料线料和/或已浸渍塑料熔体FB的塑料线料可以从接收腔挤压到挤压腔403。
[0056] 与图2b所示的造粒机4'不同的是,备用造粒机GS的至少一个喷嘴开口4052的直径大于第一造粒机41和/或第二造粒机42的喷嘴开口4051的直径,其中在优选实施例中,备用造粒机GS的所有喷嘴开口的直径都大于用来生产颗粒G的造粒机4的喷嘴开口4051的直径。
[0057] 应当理解的是,除了聚苯乙烯之外,另一种热塑性聚合物(例如PLA)也可以用作塑料熔体。示例是:苯乙烯共聚物;聚烯烃,特别是聚乙烯和聚丙烯;或者是这些提到的物质的混合物。
[0058] H2O、CO2、N2、低沸点烃(特别是戊烷)、或所提到的物质的混合物,可以用作膨胀剂。根据喷嘴的截面、刀具的旋转速度和腔内的水压,可以生产各种形式的颗粒。特别地,可以生产形式为“弹丸”或“珠子”的颗粒,或者部分发泡的颗粒。
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