專利名稱：擠壓出材料的方法與設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及擠壓出材料的方法，用該方法，以一種設備把材料擠壓出來，該設備包括至少一個轉動體和至少一個定子，轉動體與定子均包括槽，從而，當轉動體轉動時，該槽就使材料穿過該設備而移動。
本發明還涉及擠壓出材料的設備，該設備包括至少一個可轉動的轉動體和至少一個定子，轉動體與定子均包括槽，從而，當轉動體轉動時，槽就使材料穿過該設備而移動。
WO97/21532號專利公開了一種設備，該設備包括一個布置在兩個定子之間的圓錐形轉動體。在轉動體和/或定子中布置了螺旋形的槽，用于在轉動體轉動時，把可擠壓出的材料，從擠壓機中擠壓出來。另外，轉動體還帶有開口，經由該開口，可擠壓出的材料的至少一個部分就被安排得流動了。該公開件還提出了一個方案，按照該方案，轉動體和定子均帶有槽，該槽用于混合可擠壓出的材料。該設備使可擠壓出的材料均勻并混合它。然而，該設備并非總是把該材料充分有效地融化。另外，該設備在處理廢渣材料時，效率很差。
WO99/11374號專利公開了一種方法和一種設備，用于處理廢渣材料。該設備包括一個布置在定子之間的圓錐形的可轉動轉動體。定子帶有槽，在轉動體3轉動時，該槽把材料從設備中排放出來。轉動體帶有開口，材料被安排得穿過該開口。開口及槽的邊緣是銳利的，從而，當廢渣材料被喂送進設備中而穿過開口時，銳利的邊緣就磨碎該材料。此種設備處理起廢渣材料來極為有效。然而，該設備很復雜，且材料流的行進及操縱，要求尺寸精確，并要求用戶經驗豐富。
本發明的目的是，提供一種有效地融化并處理可處理材料的方法及設備。
本發明所提供的方法，其特征在于彼此面對著的轉動體和定子的表面，其橫截剖面為波狀的，且轉動體及定子的槽，被布置得使槽的深度在波峰處為最大，而在波谷處槽的深度為最小，且在轉動體中，波谷處于定子的波峰處，反之亦然，從而，材料就交替地從轉動體的槽中移動到定子的槽中，然后移動回來。
本發明的設備，其特征在于彼此面對著的轉動體和定子的表面，其剖面為波狀的，且轉動體及定子的槽，被布置得使槽的深度在波峰處為最大，而在波谷處槽的深度為最小，且在轉動體中，波谷處于定子的波峰處，反之亦然，從而，材料就交替地從轉動體的槽中移動到定子的槽中，然后移動回來。
本發明的基本思想是，彼此面對著的轉動體和定子的表面，其剖面為波狀的，且轉動體及定子所帶的槽，使得槽的深度在波峰處為最大，而在波谷處槽的深度為最小。另外，在轉動體中，波谷處于定子的波峰處，反之亦然，從而，材料就交替地從轉動體的槽中移動到定子的槽中，然后移動回來。轉動體與定子之間的波狀表面，使得當材料從轉動體的槽向定子的槽移動以及從定子的槽向轉動體的槽移動時，該材料被剪切。該設備具有極為良好的融化及混合效率，且它還能夠用來有效地處理廢渣塑料以及不可融化的或難以融化的材料。該設備的產量也非常優良。推薦實施例的思想在于彼此面對著的轉動體和定子的表面，其剖面為鋸齒形的波狀的，從而，整個設備例如就便于機加工。第二推薦實施例的思想在于轉動體及定子槽的傾斜角度，被安置得使處在槽的縱向軸線之間的該角度，小于90°。這樣，就使槽的剪切效果特別好，且該設備具有極為良好的融化、磨碎及混合的性能。第三推薦實施例的思想是任何一方的槽的傾斜角度約為90°，從而，該設備的產量極為良好。第四推薦實施例的思想是轉動體的槽和定子的槽，是順著相同的方向傾斜的，但它們的傾斜角度卻不同，從而，傾斜角度較寬的槽就決定了凈流(net flow)的方向，且在較低坡度的傾斜角度的槽中，材料的流動是朝后的。這樣，就使材料在設備中的停留時間較長，且因此就使該材料能得到較為有效的處理。然而，槽的縱向軸線之間的角度很尖銳，使得該設備的融化及混合性能極為良好。第五推薦實施例的思想是槽的剖面，順著縱向方向是平坦的。這種方式就使槽很空闊，便于大量流動(mass flow)，使得設備的產量良好。
圖1是本發明的設備的概略側剖視圖；圖2是圖1所示設備中轉動體的側視圖；圖3是第二實施例的轉動體的一部分的側視略圖；圖4是第三實施例的轉動體的一部分的側視略圖；圖5是順著縱向軸線截取而繪制的槽的概略剖視圖；圖6是順著縱向軸線截取而繪制的槽的概略剖視圖；圖7是一個實施例的轉動體的槽的平視略圖；圖8的平視圖，顯示以圖7所示者相同方式而擱置的一個實施例的定子的槽。
圖1是本發明的設備的概略側剖視圖。該設備包括一個內定子1和一個布置在內定子之外的外定子2。至少內定子1的外表面和外定子2的內表面，為收斂錐形的形狀。形狀為收斂錐形的轉動體3，被布置在內定子1與外定子2之間。轉動體3被布置得在內定子1與外定子2之間可轉動地移動。轉動體3隨著電機5轉動。電機5例如可以是液壓電機或電動電機，或任何其他本身完全已知的以及適合于此目的的電機。電機5被布置得以齒輪系統4而旋轉轉動體3。齒輪系統4使轉動體3的轉動速度按要求而調節。然而，例如當使用電動電機時，由于可以用本身完全已知的方式來調整電機5的轉動速度，就能容易地調節轉動體3的轉動速度，所以，齒輪系統4是不必要的。
該設備還帶有供應管道6，所要處理的材料被沿著該管道喂送給該設備。喂送給供應管道6的材料，以喂送裝置7來供應。喂送裝置7例如可以是一根喂送螺栓或一個泵，或者任何其他本身完全已知的裝置。供應給供應管道6的材料，其流率可借助于喂送裝置而調節。
要處理的材料，從供應管道6流出，該管道在轉動體3外面，材料流向轉動體3外面的槽8。由于轉動體3的轉動，被喂送的材料被分布在轉動體3周圍。當轉動體3轉動時，轉動體3的槽8中的材料，從該設備中朝外流，即朝向圖1中的上方流動。面對著定子2的轉動體3的表面，被布置為波狀的。在圖1所示實施例中，該表面為鋸齒形的波狀的，即有角的或有臺階的。這種表面，例如易于加工。在圖1中，以虛線顯示了槽的底部。槽8底部的形狀，不同于表面的波狀形狀，且最好基本上為筆直的。在此情況下，轉動體3中的槽8的深度，在波峰處達到最大。在波谷處，槽8的深度約為零。最外邊的定子2，包括對應的槽9，該槽的底部可以基本上是筆直的。由于最外邊的定子2的表面為波狀形狀的緣故，最外面的定子2的槽的深度，也是在最大值與零之間變化的。因此，最大值處于定子2表面的波峰處，且槽9的深度在波谷處約為零。轉動體及定子的波狀形狀，形成得使定子中的波谷，處在轉動體表面的波峰處，且定子表面的波峰處在轉動體表面的波谷處。在此情況下，槽8和9的深度，變化得使波谷處的槽的深度約為零，從而，槽中所有的材料，基本上都是從轉動體的槽8移動到定子的槽9，且相似地，當材料進一步流動時，就從定子的槽9流向轉動體的槽8，等等。
材料也可以沿著轉動體3里面的供應管道6，供應給轉動體3的里面。轉動體3里面帶有如同其外面上同樣種類的槽8，且相似地，內定子1帶有外定子2所帶同樣種類的槽9。
當材料從一個槽流向另一個槽時，它就有效地在轉動體與定子之間被剪切或切割，且該設備因此具有極為良好的融化及混合效率。不可融化材料通常被置于槽的中部區域，但是當材料從轉動體的槽流向定子的槽，以及與此相反時，轉動體的槽及定子的槽的邊緣就切斷材料流，從而，剪切不可融化材料的那種加工，就被導向該材料流。該設備還能極為有效地處理常規的塑料例如聚乙烯和聚丙烯，使得該塑料容易融化。該設備的產量極好。另外，該設備還能處理難以融化的或完全不可融化的材料。此種極難處理的材料，通常包括交聯的聚乙烯PEX、玻璃、橡膠，以及廢渣塑料和其他廢渣材料。從而，該設備也能融化難以融化的材料，并把不可融化的材料磨碎并剪切好，使它們有效地與其他材料混合，因此就不削弱成品的性能；相反，在某些情況下，成品的性能，甚至比完全用原料制成的產品還好。符合本發明的擠壓機，還能用于例如處理食品材料，可使該材料中的任何骨骼被剪切好。
例如，以圖1所示方式，該設備可在定子2中配有加熱裝置10，以用來加熱該設備而便于更為有效地融化所處理的材料。在圖1中，加熱裝置10被安置在外定子2中，但加熱裝置也容易被安置在內定子1中。加熱裝置10最好安置在該設備的供應區即供應管道6附近，從而，材料在供應區的很早期階段就融化了。
圖2是本發明的設備的轉動體3的側視圖。在圖2中，實線代表轉動體3外面的槽8，而虛線代表外定子里面的槽9。圖2還顯示了槽8和9的縱向軸線A。為清晰起見，圖2僅顯示了一些轉動體槽8，且僅僅部分地顯示了定子的一條槽9。槽8和9的傾斜角度或上升角度，被布置得使槽8和9的縱向軸線A之間的角度β，小于90°。在此情況下，槽8和9形成的剪切效果，極為有效。縱向軸線A之間的角度β最好小于60°，且更好是小于30°。在供應區中，縱向軸線A之間的角度β也可大于90°，從而，槽的剪切效果就不如用銳角的那樣好，但是，由于是鈍角的緣故，在供應區中，該設備就產生了壓力，該壓力把要處理的材料壓出該設備之外。上述鈍角顯示在圖3中。為清晰起見，圖3僅顯示了轉動體的一條槽8和定子的一條槽9。另外，為清晰起見，設備的槽8和9是線性顯示的。在圖2與圖3中，轉動體3順著箭頭B所指方向轉動。材料流的移動率，被處置得小于轉動體3的轉動速度。以此方式，材料就從一條轉動體槽8流向多條定子槽9，反之亦然。
圖4顯示了一個方案，在該方案中，轉動體槽8和定子槽9被順著同一個方向布置，但卻處于不同的傾斜角度上。圖4的顯示，如同圖3中那樣是簡化了的。因此，槽的縱向軸線A之間的角度β很尖銳，從而，剪切效果極好。當轉動體3順著箭頭B所示方向轉動時，轉動體槽8就把材料朝著箭頭C所示方向，往上移動。材料在定子槽中如箭頭D所示那樣被往下傳送，但由于轉動體槽8的傾斜角度大于定子槽9的傾斜角度，該設備就產生凈流。當材料在定子槽9中如箭頭D所示那樣往回流動時，材料的停留時間極長，從而，材料就能得到極為有效的加工。
圖5顯示順著縱向軸線看去的槽8的剖面。槽8的剖面是平坦的，從而，大量流動(mass flow)的體積就很大。這樣，就使該設備的產量，好于該剖面是半圓形時的情況。槽8和9的邊緣，能被處置為例如陡峭的，使得槽8、9的邊緣的切線，與轉動體表面或定子表面之間的角度約為90°，從而，轉動體邊緣或定子邊緣就使材料在轉動體與定子之間被有效地剪切。
圖6顯示了一種方案，在該方案中，槽之間的峰脊11是傾斜的，且轉動體與定子之間的間隙，使得材料可從鄰接的槽8，依照圖6中箭頭所指方向流向另一條槽。在此情況下，流過峰脊11的材料，就受到磨碎效應的影響，該效果極為有效地作用于材料。當材料流過峰脊時，也受到伸展效應的影響。此外，如果按要求，或者不采用轉動體槽8之間的峰脊11，那么，可以在定子槽9之間的峰脊12中形成斜角。
圖7是轉動體3的槽8的平視略圖。槽8之間的峰脊11，在錐形轉動體3的根部末端處，寬于轉動體3的頂尖。在此情況下，峰脊3在轉動體根部末端處比在轉動體頂尖處，產生了較多的摩擦熱，以融化塑料。然而，槽8的寬度沿著其整個長度基本上是恒定的。
圖8顯示圖7所示那種面對著轉動體的定子槽9，該圖是如同圖7所示情況那樣的平視圖。槽9的傾斜角度δ1，即上升角度，也就是縱向軸線A與設備的橫向方向E之間的角度，約為90°。在圖7中，轉動體槽8的傾斜角度也相當寬，例如寬約60°。在此情況下，槽的縱向軸線A之間的角度β也相當尖銳，因此，設備的剪切效果極好。在該方案中，設備的產量也極好。定子槽9之間的峰脊12，在定子的根部末端處，比起在定子頂尖處，也可以更寬些，即靠近供應區。換言之，這種方式，使得峰脊在供應區中比在定子頂尖處產生較多的摩擦熱量。定子槽9從根部末端朝向頂尖也是狹窄的。
本發明可作為常規的擠壓機，用來融化及混合正常的塑料，并用來生產擠壓產品。所要生產的產品，例如可以是管子，且該設備可用來例如涂覆電纜。另外，該設備適合于用來進行即時澆注，從而，材料就能含有例如填充物。本發明也可被采納為即時合成器，從而，使該設備用于直接生產包含不同材料的產品。該設備可以包括多個喂送裝置，例如用來向設備喂送不同的材料。例如，可以用一個喂送裝置來喂送聚丙烯，而用另一個喂送裝置來喂送碳酸鹽，從而，使該設備生產由這些材料混合的產品。該設備還可尤其優良地處理廢渣塑料，例如處理交聯的聚乙烯PEX或塑料，包括玻璃。在本發明的設備中，不可融化的廢渣塑料也能被磨成小顆粒。
各幅圖紙及相關的說明，僅僅是為了表明本發明的思想。本發明的細節，在權利要求的范圍內，可以有變化。相應地，該設備可以包括一個以上的轉動體和兩個以上的定子。然而，本發明的方案，也能以一個轉動體和一個定子來實施。轉動體和定子可以是筒形的，但最好是使要它們彼此抵靠的表面至少為錐形的。當采用筒形轉動體及定子時，至少轉動體3和外定子2，由兩個或更多個部分組成，以便能使轉動體和定子彼此安裝在對方之內。錐形方案，便于通過調節轉動體與定子之間的距離，來調節間隙。轉動體與定子之間的間隙，可以很大。例如，該間隙可為0.5mm，而設備依然運行得很好。順著中央軸線的方向，錐形設備能造得相當短。另外，錐形轉動體與中央軸線之間的角度，可設置得很寬。該角度因此就可以寬于30°，且融化及混合的效率依然很充分。例如在制造多層錐形擠壓機時，該角度的大小是重要的。此外，定子及轉動體的表面，其波狀剖面并非定要是有角的，盡管具有鋸齒形波狀剖面的表面最容易制造。
權利要求
1.一種擠壓出材料的方法，按該方法，材料被用一種設備擠壓出來，該設備包括至少一個轉動體(3)和至少一個定子(1、2)，轉動體(3)和定子(1、2)包括槽(8、9)，從而，當轉動體(3)轉動時，槽(8、9)使材料穿過該設備而移動，其特征在于彼此面對著的轉動體(3)和定子(1、2)的表面，具有波狀剖面，且轉動體(3)及定子(1、2)的槽(8、9)被布置得使槽(8、9)的深度在波峰處為最大，而在波谷處槽的深度為最小，且在轉動體(3)中，波谷處于定子(1、2)的波峰處，反之亦然，從而，材料就交替地從轉動體(3)的槽(8)中移動到定子(1、2)的槽(9)中，然后移動回來。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在波谷處，槽(8、9)的深度約為零，從而，所有的材料，基本上都是從轉動體(3)的槽(8)移動到它所面對的定子(1、2)的槽(9)，反之亦然。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于彼此面對的轉動體(3)及定子(1、2)的表面，其剖面為鋸齒形的波狀的。
4.根據以上權利要求中任一項要求所述的方法，其特征在于槽(8、9)底部的形狀，基本上是筆直的。
5.根據以上權利要求中任一項要求所述的方法，其特征在于槽(8、9)的傾斜角度，被處置得使槽(8、9)的縱向軸線(A)之間的角度小于90°。
6.根據以上權利要求中任一項要求所述的方法，其特征在于槽(8、9)的傾斜角度，被處置得使供應區中槽(8、9)的縱向軸線(A)之間的角度超過90°，且使供應區之后的該角度小于90°。
7.根據以上權利要求中任一項要求所述的方法，其特征在于轉動體槽(8)或定子槽(9)中一者的傾斜角度，被處置得約為90°。
8.根據權利要求1至6所述的方法，其特征在于轉動體槽(8)及定子槽(9)，是順著相同的方向傾斜的，但它們的傾斜角度卻不同，從而，傾斜角度較寬的槽(8、9)就決定了凈流的方向，且在較低坡度的傾斜角度的槽(8、9)中，材料的流動是朝后的。
9.根據以上權利要求中任一項要求所述的方法，其特征在于槽(8、9)的剖面，順著縱向方向是平坦的。
10.根據以上權利要求中任一項要求所述的方法，其特征在于至少彼此抵靠的轉動體(3)及定子(1、2)的表面，為收斂錐形的形狀。
11.一種擠壓出材料的設備，該設備包括至少一個轉動體(3)和至少一個定子(1、2)，轉動體(3)和定子(1、2)包括槽(8、9)，從而，當轉動體(3)轉動時，槽(8、9)使材料穿過該設備而移動，其特征在于彼此面對著的轉動體(3)和定子(1、2)的表面，具有波狀剖面，且轉動體(3)及定子(1、2)的槽(8、9)被布置得使槽(8、9)在波峰處為最大深度，而在波谷處槽為最小深度，且在轉動體(3)的波谷處于定子(1、2)的波峰處，反之亦然，從而，材料就交替地從轉動體(3)的槽(8)中移動到定子(1、2)的槽(9)中，然后移動回來。
12.根據權利要求11所述的設備，其特征在于在波谷處，槽(8、9)的深度約為零，從而，所有的材料，基本上都是從轉動體(3)的槽(8)移動到它所面對的定子(1、2)的槽(9)，反之亦然。
13.根據權利要求11或12所述的設備，其特征在于彼此面對的轉動體(3)及定子(1、2)的表面，其剖面為鋸齒形的波狀的。
14.根據權利要求11至13中任一項要求所述的設備，其特征在于槽(8、9)底部的形狀，基本上是筆直的。
15.根據權利要求11至14中任一項要求所述的設備，其特征在于槽(8、9)的傾斜角度，被處置得使槽(8、9)的縱向軸線(A)之間的角度小于90°。
16.根據權利要求11至15中任一項要求所述的設備，其特征在于槽(8、9)的傾斜角度，被處置得使供應區中槽(8、9)的縱向軸線(A)之間的角度超過90°，且使供應區之后的該角度小于90°。
17.根據權利要求11至16中任一項要求所述的設備，其特征在于轉動體槽(8)或定子槽(9)中一者的傾斜角度，被處置得約為90°。
18.根據權利要求11至16中任一項要求所述的設備，其特征在于轉動體槽(8)及定子槽(9)，是順著相同的方向傾斜的，但它們的傾斜角度卻不同，從而，傾斜角度較寬的槽(8、9)就決定了凈流的方向，且在較低坡度的傾斜角度的槽(8、9)中，材料的流動是朝后的。
19.根據權利要求11至18中任一項要求所述的設備，其特征在于槽(8、9)的剖面，順著縱向方向是平坦的。
20.根據權利要求11至19中任一項要求所述的設備，其特征在于至少彼此抵靠的轉動體(3)及定子(1、2)的表面，為收斂錐形的形狀。
21.根據權利要求11至20中任一項要求所述的設備，其特征在于在槽(8、9)之間，布置了峰脊(11、12)，至少其中一些峰脊是沿著它們的長度部分而傾斜的，以便使材料從一條槽(8、9)流動到鄰接的槽(8、9)。
全文摘要
擠壓出材料的方法及設備，該材料被用一種設備擠壓出來，該設備包括至少一個可轉動的轉動體(3)和至少一個定子(1、2)，轉動體(3)和定子(1、2)包括槽(8、9)，從而，當轉動體(3)轉動時，槽(8、9)使材料穿過設備而移動。彼此面對著的轉動體(3)和定子(1、2)的表面，其剖面為波狀的，且槽(8、9)被布置得使槽(8、9)的深度在波峰處為最大，而在波谷處槽的深度為最小。轉動體(3)中的波谷，處于定子(1、2)的波峰處，反之亦然。這樣，就使材料交替地從轉動體(3)的槽(8)中移動到定子(1、2)的槽(9)中，然后移動回來。
文檔編號B29C47/24GK1419490SQ01806906
公開日2003年5月21日 申請日期2001年3月20日 優先權日2000年3月21日
發明者卡里·基里亞瓦伊寧 申請人:科訥瑙有限公司