專利名稱：特別適用于制取遇水解散的熔融擠出物顆粒的制粒機的制作方法
這個專利申請是1994年12月15日提出的，現在放棄的美國專利申請系列號No.08/357,618的一個部分繼續(xù)申請。
本發(fā)明的背景1、本發(fā)明的領域本發(fā)明涉及制取粒狀物質的制粒機。尤其是本發(fā)明涉及用于制取遇水解散的熔融擠出物顆粒的制粒機，包括完全水溶性的熔融擠出物。
2、相關技術的敘述熔融擠出對生產遇水解散的顆粒狀的農業(yè)制品是一種先進的方法。參見例如公開的PCT專利申請書WO 9215197。對這一技術的商業(yè)開發(fā)的一種限制是已知的制粒機對制取遇水解散的熔融擠出物顆粒無能為力，因為這些制粒機被設計用于遇水不溶的物質并且用水作冷卻介質。這樣的通常的制粒機在授予Mayner的美國專利No.3,341,892、授予Gasior等人的美國專利No.3,753,637和授予Tanaka的美國專利No.5,186,959中描述過。水冷卻顯然不適于遇水解散熔融擠出物。如果這樣的已知制粒機無任何冷卻地運行，由于顆粒粘著在制粒機上將迅速導致制粒機結污。由于空氣冷卻不充分所以企圖簡單地用空氣代替水操作這樣的已知制粒機是不成功的。
用空氣冷卻的制粒機也是已知的。例如，日本未經審查的專利申請公布No.5-169,441公開了用于制取熱樹脂粒的制粒機，此制粒機有在噴嘴模口上形成的噴射孔，從模面噴射冷卻劑，例如空氣。模面配置在轉子的外圓周上，而冷卻空氣以徑向向內方向傳送。授予Bagdan等人的美國專利No.4,212,617公開了一種用于切割奶酪條的設備，此設備經配置在軸內的通道傳送冷卻空氣。冷卻空氣傳送到刀片組合件的內邊緣，它與刀片的切割邊緣間隔開。因此，雖然No.5-169,441和Bagdan等人的裝置都提供了冷卻刀片的方法，但沒有一種裝置以能防止制粒機結污的構造幫助從刀片上掃除顆粒。相反地，在這兩種裝置中，當在其上安裝有一些刀片的轉子轉動時，離心力引起顆粒在制粒機內部向所有方向拋出，使得制粒機結污。
因此，對制粒機存在一種需求，使它能制取遇水解散的熔融擠出物顆粒并在同時以能有效地防止制粒機結污的構造幫助掃除刀片上的顆粒。
本發(fā)明的概要本發(fā)明通過提供能制取遇水解散的熔融擠出物顆粒的制粒機的有效的空氣冷卻解決了先前技術上的問題。然而也應指出，本發(fā)明的制粒機對于幾乎任何被制粒的材料，只要材料能被擠出并且足夠脆或硬，能在熔融擠出溫度下切割成顆粒的都能提供有效的空氣冷卻。
本發(fā)明通過一些機構防止制粒機結污也解決了先前技術上的一些問題。在本發(fā)明中，冷卻刀片，顆粒和制粒機內部的冷卻流體以徑向向外方向并沿刀片的切刃的切線方向傳送到至少一個刀片上，以便從刀片上掃除顆粒。并且，當刀片在機殼內位于接近制粒機出口處時，冷卻流體傳送至刀片，因此增加了顆粒立即直接到出口的機會并在機殼內部周圍不結污。此外，機殼可以配置流體供應入口，流體沿機殼壁向出口掃除顆粒，也對刀片、顆粒和機殼內部組件提供附加的冷卻。
為了獲得前述問題的解決，按照本發(fā)明的目的，正如在此實施和概括敘述的，提供用于將材料制粒的制粒機，它包括能圍繞旋轉軸線旋轉的轉子；至少一個有切刃的、安裝在轉子上的、在轉子轉動時用于將材料切割成顆粒的刀片；和在徑向向外方向并沿刀片的切刃的切線方向供給流體以便從刀片上掃除顆粒的裝置。
此外按照本發(fā)明的目的提供了用于將材料制成顆粒的制粒機，此機包括一個機殼；一個配置在機殼內并能圍繞旋轉軸線旋轉的轉子；至少一個安裝在轉子上用于在轉子轉動時將材料切成顆粒的刀片；和當刀片在機殼內處于選擇位置時通過轉子向刀片選擇性地供應流體的裝置。
附圖的簡述包括在并構成本專利申請說明書一部分的附圖，圖解說明本發(fā)明的幾個實施例并與敘述一起用于解釋本發(fā)明的原理。


圖1是一個穿過依照本發(fā)明的第一實施例的?？诤椭屏C的中心線所取的縱剖面圖。
圖2是一個穿過圖1的2-2線所取的除去頂蓋的第一實施例的制粒機的局部剖視圖。
圖3是一個穿過依照本發(fā)明的第二個實施例的模口和制粒機的中心線所取的縱剖面圖。
圖4是一個穿過圖3的4-4線所取的除去頂蓋的第二個實施例的制粒機的局部剖視圖。
圖5是一個穿過依照本發(fā)明的第三個實施例的模口和制粒機中心線所取的縱剖面圖。
圖6是一個穿過圖5的6-6線所取的除去頂蓋的第三個實施例的制粒機的局部剖視圖。
優(yōu)選實施例的詳述將不詳細論及本發(fā)明的當前的幾個優(yōu)選實施例，只在附圖中圖解說明這些例子。凡是可能之處，相同的參照數字將用于在所有圖中標示相同的或類似的零件。
依照本發(fā)明，本發(fā)明的第一個實施例包括一個用于將材料制粒的制粒機。雖然本發(fā)明的制粒機特別適用于制取遇水解散的熔融擠出物顆粒，它完全包括水溶性的熔融擠出物，本發(fā)明的使用不限定于這種材料。因此，本發(fā)明的制粒機可用于制取幾乎任何材料的顆粒，只要材料能被擠出并足夠脆以便在它的熔融擠出溫度下被切割成顆粒。本發(fā)明的制粒機特別適于那些在被冷卻流體冷卻后很快變脆的材料，因為此材料可以在?？诿嫔现屏２⑶译S后立即冷卻，這些下面將予以說明。
參照圖1和2對第一實施例的制粒機加以敘述。依照第一實施例的制粒機在擠出機的?？诿嫔咸幱诓僮魑恢?，總體用10標記示于圖1和2中。?？谠趫D1和2中以12標記。擠出機的向?？诠┝系钠溆嗖糠治词境?。
第一實施例的制粒機包括在圖1和2中示出的機殼14。機殼14有示于圖1和2中的內部前壁14a和內部后壁14b。機殼14也包括示于圖1的頂蓋16用于蓋住機殼的頂部。模口12配置在機殼上，如圖1和2所示。特別如圖2所示，?？?2有多個在其內形成的孔18，在圖1中僅示出一個孔。出于方便，在圖2中僅標記一個孔。物料，如熔融擠出物，從孔18中擠出，這些孔中包括一個向機殼內的入口。機殼還包括一個出口20。冷卻腔22包含在機殼的一側面內如圖1和2中所示，冷卻機殼的內部后壁14b。機殼和冷卻腔是焊接結構，頂蓋板23a和底蓋板23b密封此冷卻腔，如圖1所示。此外，部件27a 設在外殼的一側面位于外殼的頂部如圖1所示，它包含流體的流出口。類似地，部件27a設在機殼的底部如圖1所示，此部件包含流體的流入口。入口和出口所示為錐形的，它們用管螺紋配合。通過冷卻腔22的冷卻流體可以或是空氣或者是液體。一對示于圖1的流體供給入口24a和24b可以在機殼頂蓋16內形成用于沿機殼的內壁掃除物料顆粒。掃除作用被示于圖1中的箭頭25所圖示。此外，流體供給入口對制粒機的內部提供了附加的冷卻。如上面對第一實施例討論的那樣，如果在冷卻腔內使用空氣，示于圖1右邊的流體供給入口24b用來與冷卻腔連接。在此情況下，冷卻流體從供應源(未示出)進入冷卻腔并經箭頭29被引入部件27b中。冷卻流體經上部件27a從冷卻腔出來并將流體供給入口24b，以便從冷卻腔22出來的流體沿機殼的內壁掃除顆粒。如果液體用于冷卻腔中，那么冷卻腔與供應入口24b被阻斷而空氣如上所述是分別經孔27a和入口24b供入用于冷卻和掃除物料顆粒。
第一實施例的制粒機還包括一個配置在機殼內并能圍繞旋轉軸線旋轉的轉子。轉子26如圖1和2所示配置在機殼14內。軸28沿轉子的轉動軸線配置，并且轉子繞軸轉動。最好，軸28是固定的并不隨轉子轉動。轉子通過任何已知裝置例如沒被示出的電動機和聯軸器，或連接皮帶連接到經機殼14伸出的軸的末端而轉動，如圖2所示。轉子26在每端分別被軸承30a和30b在軸頸支承如圖2所示。端蓋32裝配在軸承30b和轉子26之間如圖2所示。端蓋32被螺栓35緊固在軸上并保持軸承30b抵靠軸定位。如圖2所示軸蓋33將軸與機殼的外部分開并使能快速進入機殼的內部。
第一實施例的制粒機還至少包括一個有切刃并安裝在轉子上、在轉子轉動時將物料切成顆粒的刀具。此至少一個刀具可以是單個刀片，或多個刀片。刀片的數目取決于物料從?？诿娉鰜矶嗝纯旌娃D子轉動的速度。最好至少使用兩個刀片。八個刀片例如刀片34a-34h示于圖1中。刀片以切割角度牢固地排列在轉子上以便物料在?？诿嫔蠌哪？谝幻俺鼍捅磺懈?。
本發(fā)明清楚地認識到這樣的事實由轉動著的轉子產生的離心力在顆粒已被切割后易于徑向向外拋擲這些顆粒。然而本發(fā)明也清楚地認識到由于重力作用這些顆粒易于落向出口。在本發(fā)明的構造情況下顆粒能盡可能快地從機殼出來。這就避免了顆粒在制粒機內部周圍拋擲的可能性，從而防止制粒機結污。這樣，依照本發(fā)明，第一實施例的制粒機還包括當刀片在機殼內處于選擇的位置時經轉子選擇性向刀片供給流體的裝置。此選擇性位置最好是恰恰通過入口處，并可在接近出口的機殼的區(qū)域內圍繞機殼的圓周方向上延伸。圓周的范圍可以依據刀片和流體供給裝置的構型變化。在圖1中對第一實施例圖解的構型中，圓周的范圍約180°。另一種方法，或另外，第一實施例的制粒機也可以描述為包括以徑向向外方向并沿刀片的切刃的切線方向供給流體以便從刀片上掃除顆粒的裝置。
如此處的實施的那樣，流體供給裝置包括一個流體供給系統(tǒng)。本發(fā)明的第一實施例的流體供給系統(tǒng)執(zhí)行幾個功能。它冷卻刀片、顆粒和機殼內部的制粒機部件。還有，由于流體供給系統(tǒng)以徑向向外方向并沿刀片的切刃的切線方向供給流體，此系統(tǒng)提供了最大可能的力掃除掉刀片上的顆粒。
在圖1和2的第一實施例中，流體供給系統(tǒng)包括在轉子內鄰近每個刀片處形成的流體口用于向刀片供給流體。如圖1所示流體口36a-36h在轉子26內各自鄰近刀片34a-34h。然而，如上所述，當只使用單個刀片時，在轉子內只形成一個流體口。只需要鄰近每個刀片提供一個流體口。流體口可以是任何適于將流體傳送到刀片上的所需要的結構。例如，另一個可選擇的結構可以是一系列在轉子內的徑向線上形成的孔，這些孔可以和流體口一樣占據相同的徑向區(qū)。在第一實施例中，流體經流體口36d徑向向外并沿刀片的切刃的切線方向供給，如圖1中箭頭39指明的。
在第一實施例中，流體供給系統(tǒng)也包括配置在軸內的流體供給溝道。流體供給溝道38示于圖1和2。本發(fā)明的流體供給系統(tǒng)還包括如圖1所示其一端連接到流體供給溝道上的流體供給通路40。流體供給通路40以其另一端適當地連接到流體源42上。
在圖1和2的第一實施例中，流體供給系統(tǒng)還包括一個配置得與流體供應溝道和與轉子內流體口流體聯通的槽。槽44示于圖1和2中。槽44向一個或多個流體口繼而向連通的刀片供給流體。槽的圓周范圍這樣選擇使得在槽接近?？跁r沒有流體流向刀片。這是因為冷卻流體可以降低物料的溫度并可能中斷物料從?？诹鞒觥?br> 第一實施例的制粒機還包括配置在軸的外圓周上的套筒，套筒46示于圖1和2。槽在套筒的一部分外圓周上形成。套筒46用任何適合的裝置例如示于圖1的鍵48固定到靜止軸28上。
當一種遇水解散的，尤其是，水可溶性的、熔融擠出物被制粒時，在本發(fā)明的流體供給系統(tǒng)中必須使用空氣。最好是，空氣具有較低量的水汽以便不會溶解擠出物。然而，當使用不水溶性物料時，使用其他流體，例如水，也是在本發(fā)明的范疇之內。除空氣外，冷卻流體可以是任何適宜的氣體，例如氮氣、二氧化碳和類似物，或它們的任何混合物。不管使用什么樣流體，流體的溫度通常低于擠出材料的溫度，最好為周圍環(huán)境的溫度，因為這是最節(jié)約的運行模式。另一種可能，如果需要比使用周圍環(huán)境溫度的流體更快地冷卻，此流體可冷卻到周圍環(huán)境溫度以下。
在運行中，物料，例如熔融擠出物由擠壓機傳送到?？?2并經過孔18供入機殼的內部形成物料的多股條帶。此多股條帶被最接近?？诘牡镀鐖D1中刀片34a切成顆粒。因為轉子26是轉動的，每個依次到達圖1中刀片34a占據的位置的刀片將多股條帶切割成顆粒。如圖1中所示，當轉子轉動時刀片34c-34f，或任何轉到這些各自位置的刀片與槽44處于流體溝通狀況。在第一實施例中，由源42供給的冷卻流體經過通路40和溝道38進入槽44中并經過相連通的流體口36c-36f傳送到刀片34c-34f上。流體口將流體，例如空氣，徑向向外并沿每個刀片的切刃的切線方向導入，以便冷卻刀片、顆粒和機殼的內部組件，并從刀片上掃除顆粒。在機殼頂蓋16內形成的流體供給入口24a和24b也可用于沿機殼的內部掃除顆粒并提供附加的冷卻。流體供給入口24b供應以來自在機殼內形成的冷卻腔22的空氣。冷卻流體從一流體源流經在部件27b內形成的入口、流經腔22、流經在部件27a內形成的出口然后返回到流體供給入口24b。另外一種可選擇的方式是，如果在冷卻腔內使用液體，那么將冷卻腔與供給入口24b阻斷開，并且空氣分別經口27a和經入口24b供入，如上所述用于冷卻和掃除物料顆粒。一經切割，顆粒借助于重力作用經機殼14的出口20下落。這些顆?？梢允占谖词境龅?、配置在機殼外邊的傳送帶上，這就使得顆粒在被傳送帶傳送到也未示出的收集料斗之前進一步被冷卻。
按照本發(fā)明的第二個實施例，提供了一種不同型式的用于制取物料顆粒的制粒機。第二實施例的制粒機將結合圖3和4予以敘述，圖中與第一實施例相同的那些組件用與在圖1和2中相同的參照數字標出，但在右上角包括一個撇號(′)。按照第二個實施例的制粒機總體以10′示于圖3和4中處于在擠壓機?？诿嫔系牟僮魑恢?。模口以12′示于圖3和4中。和在第一實施例中一樣，第二實施例的制粒機特別適于制取遇水解散的熔融擠出物顆粒，但其用處不限于這種物料。
第二實施例的制粒機包括如圖3和4中所示的機殼14′。機殼14′有一個內部前壁14a′和一個內部后壁14b′，如圖3和4中所示。機殼14′還包括一個如圖3中所示的頂蓋16′用于蓋住機殼的頂部。?？?2′如圖3和4中所示配置在機殼內。如特別示于圖4中，模口12′有許多在機殼內形成的孔18′，在圖3中只示出一個。為方便起見，在圖4中僅標記一個孔。物料，例如熔融擠出物從孔18′中擠出，這些孔中包括一個向機殼的入口。機殼也包括一個出口20′。冷卻機殼的內部后壁14b的冷卻腔22′如圖3和4中所示包含在機殼的一側面內。機殼和冷卻腔是焊接結構，頂蓋板23a′和底蓋板23b′如圖3所示密封此空腔。此外，部件27a′提供在機殼一側如圖3所示位于機殼的頂部，此部件包含一個流體的流出口。類似地，部件27b′提供在機殼的底部如圖3所示，此部件包含一個流體的流入口。和在第一實施例中一樣，入口和出口都示為錐形，這表示以管螺紋配合。通過腔22′的冷卻流體或是空氣或是液體。示于圖3的一對流體供給入口24a′、24b′可形成于機殼頂蓋16′內和上面第一實施例所述一樣用于沿機殼的內壁掃除顆粒。這種掃除作用被圖3中所示箭頭25′所圖示。如果在冷卻腔中使用空氣，如在圖3的右面所示的流體供給入口24b′與冷卻腔連接使用。在此情況下，冷卻流體從流體源(未示出)進入冷卻腔然后經過箭頭29′引入部件27b′。冷卻流體經過上部件27a′從冷卻腔中出來然后供入流體供給入口24b′以便從冷卻腔22′出來的流體沿機殼的內壁掃除物料顆粒。如果在冷卻腔中使用液體，那么冷卻腔與供給入口24b′阻斷開，并且空氣分別經口27a′和經入口24b供入用于如上所述冷卻和掃除物料顆粒。
第二實施例的制粒機包括一個配置在機殼內的并能圍繞旋轉軸線旋轉的轉子。示于圖3和4中的轉子26′配置在機殼14′內。第二實施例制粒機還包括一個沿轉子的旋轉軸線配置的軸28′，從圖4中可見但與轉子是間隔開的。如在圖4中所見，轉子通過任何已知的連接到穿過機殼14′伸出的轉子的端部的裝置，例如未示出的電動機和聯軸器，或連接皮帶而旋轉。在第二個實施例中，轉子從這種連接裝置懸臂地伸出、沒有在任何一端軸頸支承地圍繞軸28′旋轉。如圖4中所示，軸蓋33′將軸與機殼的外部分開并使能快速進入機殼的內部。和在第一個實施例中一樣。軸28′最好是固定的。
第二個實施例的制粒機還包括至少一個有切刃并安裝在轉子上、在轉子轉動時將物料切成顆粒的刀具。和在第一實施例中一樣，此至少一個刀具可以是單個刀片，或多個刀片。此外，刀片的數目取決于物料從?？诿嫔铣鰜矶嗝纯旌娃D子旋轉的速度。在此實施例中，最好至少使用4個刀片。在圖3中示出8個刀片34a′-34h′。
第二個實施例的制粒機還包括當刀片在機殼內處于選擇位置時經轉子選擇性地向刀片供應流體。盡管在第二實施例中如圖3中所圖解的，此選擇位置的范圍約90°，但這個選擇位置參照上述第一實施例確定。另一種可選擇的方法是，或另外，第二實施例的制粒機可以被描述為包括用于以徑向向外方向并沿刀片的切刃的切線方向供給流體以便從刀片上掃除顆粒的裝置。第二實施例的流體供給裝置冷卻刀片、顆粒和機殼的內部同時防止結污，如上面第一實施例所描述那樣。如在這里所實施的那樣，第二實施例的供給裝置包括一個流體供給系統(tǒng)。和在第一實施例中一樣。非空氣的流體可以在第二實施例的流體供給系統(tǒng)中使用。
在圖3和4的第二實施例中，流體供給系統(tǒng)包括在轉子內鄰近每個刀片形成的流體口。如圖3所示，流體口36a′-36h′全部在轉子26′內鄰近各自的刀片34a′-34h′形成。經過流體口36b′徑向向外并沿刀片的切刃方向如箭頭39′指明那樣供給流體。如上面對第一實施例指出的那樣，當只使用一個單刀片時，只有一個流體口在轉子內形成。只需要鄰近每個刀片提供一個流體口。流體口可以是任一適合將流體傳送給刀片所需要的結構，例如上面第一實施例所描述的那樣。
第二實施例的流體供給系統(tǒng)還包括配置在軸內的流體供給溝道。流體供給溝道38′示于圖3。第二實施例的流體供給系統(tǒng)還包括一個流體供給通路40′，通路40′的一端連到流體供給溝道上如圖3所示。流體供給通路40′如圖4所示以其另一端適當地連接到流體源42′上。
在圖3和4圖示的第二實施例中，流體供給系統(tǒng)還包括一個配置得與流體供給溝道和與轉子內的流體口流體連通的槽。槽44′示于圖3和4中。槽44′在軸的一部分外圓周上形成。在第二實施例的最優(yōu)選的實施方式中，只使用一個流體供給溝道，并且槽分散流體供給以便連續(xù)流動。然而，應該注意到如果不使用槽，在第二實施例中可以使用幾個附加的流體供給溝道用于間斷性流動。和在第一實施例中一樣，第二實施例的槽的圓周范圍這樣選擇使得在接近?？跁r沒有流體流向刀片。
在操作中，物料，例如熔融擠出物，被擠壓機傳送至?？?2′并經孔18′供入機殼的內部形成多股繩狀物。多股繩狀物被最接近?？诘牡镀?，例如圖3中所示刀片34h′切成顆粒。因為轉子26′是旋轉的，每個相繼到達圖3中刀片34′占據的位置的刀片將多股繩狀材料切成顆粒。如圖3所示，刀片34b′和34c′，或任一在轉子轉動時轉入這些各自位置的刀片與槽44′處于相通狀態(tài)。在第二實施例中，由源42′供給的冷卻流體經過通路40′和溝道38′通入槽44′中并經有關的流體口36b′和36c′傳送到刀片34b′和34c′。流體口將流體，例如空氣，以徑向向外方向并沿刀片的切刃相切的方向導入以便冷卻刀片、顆粒和機殼的內部組件同時從刀片上掃除顆粒。和在第一實施例中一樣，在機殼頂蓋16′內形成的流體供給入口24a′和24b′也用于沿機殼壁掃除顆粒并提供附加的冷卻。流體供給入口24b′供以從在機殼內形成的冷卻腔22′來的空氣。從源流來的冷卻流體經過在部件27b′內形成的入口、經過腔22′、經過在部件27a′內形成的分散腔返回到流體供給入口24b′。另一種可選擇的方式是，如果在冷卻腔內使用的是液體，那么冷卻腔與供給入口24b′阻斷開，并且空氣分別地經口27a′和經入口24b′供入，如前所述用于冷卻和掃除物料顆粒。一經切割，顆粒下落并通過機殼14′落至一傳送帶上(如果使用的話)，如上面對第一實施例敘述的那樣。
應該指明第二實施例的制粒機是制粒機的一種改進型，它在商業(yè)上可以從新澤西州拉姆希的威那和弗雷德爾公司(Werner &Pfleiderer，of Ramsey，New Jersey)買到，型號MWG 40。商業(yè)上可買到的制粒機的轉子通過將其四個邊改成八個邊改進成為商業(yè)上可買到的變型。這種商業(yè)上可買到的制粒機的刀片也改進成適于轉子的新構型。軸28′也加大了，并且通路40′、溝道38′和44′為了傳送流體都是在軸內形成?？谏w33′也加大了以便適應軸的加大。此外，冷卻腔22′，和相關的蓋板23a′、23b′、部件27a′、27b′和流體供給入口24a′、24b′都加在商業(yè)上可買到的制粒機的機殼上。
按照本發(fā)明的第三實施例，提供另一種用于制取物料顆粒的制粒機的變型。第三實施例的制粒機將結合圖5和6加以敘述，圖中與第一和第二實施例中相同的那些部件，因合適，用其在圖1-4中相同的參考數字標出，但在數字右上角加雙撇(″)按照第三實施例的處于擠壓機的?？诿嫔系牟僮魑恢玫闹屏C在圖5和6中總體以10″表示。模口在圖5和6中以12″表示。和前兩個實施例一樣，第三實施例的制粒機不限于使用遇水解散性材料，盡管它特別適用于這種材料。
第三實施例的制粒機包括示于圖5和6中的機殼14″。如圖5和6所示機殼14″有一個內前壁14a″和一個內后壁14b″。機殼14″也包括一個如圖5所示用于蓋住機殼頂部的頂蓋16″。配置在機殼內的?？?2″如圖5和6所示。如特別顯示在圖6中的，?？?2″有多個在機殼內形成的孔18″，只一個示于圖5。為方便起見，只一個孔在圖6中標記。物料，例如熔融擠出物，從孔18″中擠出，這些孔中包括向機殼的入口。機殼還包括一個出口20″。和圖3和4所示一樣，冷卻內后壁14b″的冷卻腔22″如圖5和6所示包含在機殼的一個側面內。和上面實施例一樣，機殼和冷卻腔是焊接結構，如圖5所示，頂蓋板23a″和底蓋板23b″密封此冷卻腔。此外，部件27a″如圖5所示提供在機殼的側面位于機殼的頂部，此部件包含一個流體的流出口。類似地，部件27″提供在機殼的底部如圖5所示，此部件包含一個流體的流入口。和上面實施例一樣，入口和出口顯示為錐形的，它們是管螺紋配合。通過冷卻腔22″的冷卻流體或者是空氣或者是液體。一對流體供給入口24a″、24b″如圖5所示可以在機殼頂蓋16″內形成和上面對第一實施例敘述一樣用于沿機殼的內壁掃除物料顆粒。這一掃除作用被示于圖5中的箭頭25″所圖解。此外，流體供給入口24a″、24b″對制粒機的內壁提供附加的冷卻。和對上面實施例敘述一樣，如果在冷卻腔內使用空氣，示于圖5的右邊上面的流體供給入口24b″用于與冷卻腔連接。在此情況下，冷卻流體從源(未示出)進入冷卻腔并經箭頭29″導入部件27b″。冷卻流體經過上部件27a″從冷卻腔出來并供入流體供給入口24b″，一般從冷卻腔來的流體沿機殼的內壁掃除物料顆粒。如果在冷卻腔中使用液體，那么冷卻腔與供給入口24b″阻斷開，并且空氣分別地經口27a″和經入口24b″供入，如上所述用于冷卻和掃除物料顆粒。
第三實施例的制粒機還包括配置在機殼內并能圍繞旋轉軸線旋轉的轉子。配置在機殼14″內的轉子26″示于圖5和6。和在第二實施例中一樣，從圖6可見，軸28″只是部分地沿機殼的軸線長度延伸并且未完全通過轉子。軸蓋33″如圖6所示將軸與機殼的外部分開并使能快速進入機殼的內部。最好，軸28″是固定的。如圖6所示，轉子通過連接到從機殼14″伸出的轉子的一端上的任何已知裝置例如未示出的電動機和聯軸器或連接皮帶而被旋轉。
第三實施例的制粒機還包括至少一個有切刃并安裝在轉子上的刀片用于當轉子旋轉時將材料切成顆粒。和在頭兩個實施例中一樣，此至少一個刀具可以是單個刀片或多個刀片。還有，刀片的數目取決于物料從?？诿娉鰜矶嗝纯旌娃D子轉動的速度。在這個實施例中，最好至少使用兩個刀片。8個刀片34a″-34h″示于圖5。在第三實施例中，僅刀片從轉子懸臂伸出圍繞軸28″旋轉，這與第二實施例相反，在第二實施例中轉子及相連的刀片被懸臂伸出。
第三實施例的制粒機還包括當刀片在機殼內處于選擇的位置時經過轉子向刀片選擇性地供給流體。這個選擇的位置參照上面第一實施例確定，盡管在第三實施例中如圖5所圖解那樣，選擇的位置延伸流體供給溝道38″的圓周長度，下面將予敘述。換個辦法，或另外，第三實施例的制粒機可以描繪成包括在徑向向外方向并沿刀片的切刃的切線方向供給流體以便從刀片上掃除顆粒的裝置。如上面對于第一實施例所敘述那樣，第三實施例的流體供給裝置冷卻刀片、顆粒、后機殼的內部同時防止結污。如在此實施的那樣，第三實施例的流體供給裝置包括一個流體供給系統(tǒng)。和在頭兩個實施例中一樣，不是空氣的流體可以用于第三實施例的流體供給系統(tǒng)。
在圖5和6的第三實施例中，流體供給系統(tǒng)包括一個配置在軸內的流體供給溝道。流體供給溝道38″示于圖5。在第三實施例中，流體供給溝道的位置這樣選擇，使得在接近?？跁r沒有流體流向刀片以便防止降低物料的溫度和中斷物料從?？诹鞒鰜?，如上面對頭兩個實施例敘述的一樣。經過溝道38″徑向向外并與刀片的切刃相切的方向供給流體，如箭頭39″所指明的那樣。
第三實施例的流體供給系統(tǒng)還包括一個流體供給通路，此通路配置成與流體供給溝道相通并適宜地連接到流體源上。流體供給通路40″與流體供給溝道38″相通示于圖5和6。流體供給通路40″適宜地連接到如圖6所示的流體源42″上。
在操作中，物料，例如熔融擠出物，被擠壓機傳送到模口12″然后經孔18″供入機殼的內部形成多股繩狀材料。多股繩狀材料被最接近?？诘牡镀缡居趫D5的刀片34a″切成顆粒。由于轉子26″是旋轉的，每個依次到達圖5中刀片34a″占據的位置的刀片切割多股繩狀物成顆粒。如圖5所示，刀片34c″，或當轉子轉動時轉到該位的任一刀片與流體供給溝道38″相通。在第三實施例中，由源42″供給的冷卻流體經過通路40″，進入溝道38″然后傳送到刀片34c″。溝道輸導流體，例如空氣，徑向向外并沿刀片的切刃的切線方向流動，以便冷卻刀片、顆粒和機殼內的組件同時從刀片上掃除顆粒。和在頭兩個實施例中一樣，形成在機殼頂蓋16″內的流體供給入口24a″和24b″用于沿機殼的內壁掃除顆粒，并提供附加的冷卻。流體供給入口24b″用從在機殼內形成的冷卻腔22″來的空氣供給。冷卻流體從源流出經在部件27b″內形成的入口、經冷卻腔22″、經在部件27a″內形成的出口，然后返回到流體供給入口24b″。另一方面，如果在冷卻腔內使用液體，那么冷卻腔與供給入口24b″阻斷開，并且空氣經入口27a″和經入口24b″分別供給用于如上所示冷卻和掃除物料顆粒。一經切割，顆粒通過機殼14″下落，如果使用傳送帶并落上面，和上面對第一實施例敘述的一樣。
第三實施例的制粒機也是MWG 40型號制粒機的改進型，商業(yè)上可從威那和弗雷德爾(Wemer & Pfleiderer)買到。對商業(yè)上可買到的制粒機進行改進以得到第三實施例的制粒機類似于為得到第二實施例的制粒機所完成的改進。商業(yè)上有售的制粒機的轉子經改進做成八個邊而不是商業(yè)上現有型號的四個邊。這種商業(yè)上可買到的制粒機的刀片也被改進成適于轉子的新構型。軸28″也增大了，并且通路40″和溝道38″在軸內形成以便輸導流體。軸蓋33″增大了以便適應軸的增大。此外，冷卻腔22″，和相關的蓋板23a″，23b″、部件27a″、27b″和流體供給入口24a″，24b″都加在商業(yè)上有售的制粒機的機殼上。
對那些技術熟練的人來說明顯的是在本發(fā)明的第一至第三實施例的制粒機的結構上可進行各種各樣的修改和變動而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。舉一個例子，軸可以不需要是固定的，但只需要和轉子以不同的速度旋轉，以便流體供給系統(tǒng)向在機殼內的選擇位置上的刀片傳送流體。真實的是可以有一個、二個、或甚至多個刀片的旋轉速度對刀片數目的比率，只要在任何時候都能在相同的位置供應空氣。
研究了在此公開的本發(fā)明的說明和實例，其他的本發(fā)明的實施例對技術熟練的人來說將會是明顯的。說明書僅打算被認為是示范性的，本發(fā)明的真正范圍和實質被下述的權利要求所指明。
權利要求
1.用于制取一種物料顆粒的制粒機包括(a)一個可圍繞旋轉軸線旋轉的轉子；(b)至少一個有切刃并安裝在轉子上的用于在轉子旋轉時將物料切成顆粒的刀片；(c)用于徑向向外并沿刀片的切刃的切線方向供給流體以便從刀片上掃除顆粒的裝置。
2.用于制取一種物料顆粒的制粒機包括(a)一個機殼；(b)一個從機殼伸出的軸；(c)一個能圍繞軸旋轉的轉子；(d)至少一個安裝在轉子上用于將物料切成顆粒的刀片；和(e)當刀片在機殼內處于選擇位置時通過轉子向刀片選擇性地供給流體的裝置。
3.如權利要求1所述的制粒機，還包括包圍轉子的機殼，其特點是機殼有一個前內壁和一個后內壁。
4.如權利要求2或3所述的制粒機，其特點是機殼有一個冷卻腔用于冷卻機殼的后內壁。
5.如權利要求2或3的任一個所述的制粒機，還包括一個在機殼內形成的流體供給入口，用于沿機殼壁掃除物料顆粒。
6.如權利要求5所述的制粒機，其特點是機殼有一個冷卻腔用于冷卻機殼的后內壁，還包括一個在機殼內形成的并與冷卻腔流體相通的流體供給入口，用于沿機殼的壁掃除物料顆粒。
7.如權利要求1所述的制粒機，其特點是流體供給裝置包括流體供給系統(tǒng)。
8.如權利要求2所述的制粒機，其特點是流體供給裝置包括流體供給系統(tǒng)。
9.如權利要求7或8的任一個所述的制粒機還包括一個順著轉子的轉動軸線配置的軸。
10.如權利要求9所述的制粒機，其特點是流體供給裝置包括一個配置在軸內的流體供給溝道。
11.如權利要求10所述的制粒機，其特點是流體供給系統(tǒng)還包括一個流體供給通路，其一端連接到供給溝道而其另一端用來連接到流體源上。
12.如權利要求7或8的任一個所述的制粒機，其特點是流體供給系統(tǒng)包括一個配置在轉子內鄰近刀片的流體口用于向刀片供給流體。
13.如權利要求12所述的制粒機，其特點是流體供給系統(tǒng)還包括一個安排成與流體供給溝道和與轉子內的流體口流體連通的槽。
14.如權利要求13所述的制粒機還包括一個配置在軸的外圓周上的套筒，其特點是槽在套筒的一部分外圓周上形成。
15.如權利要求14所述的制粒機，其特點是軸是靜止的，而套筒裝在靜止的軸上，以便在轉子轉動時，槽與流體口相通。
16.如權利要求13所述的制粒機，其特點是槽在軸的一部分外圓周上形成。
17.如權利要求1或2的任一個所述的制粒機，其特點是轉子是懸臂的。
18.如權利要求1或2的任一個所述的制粒機，其特點是刀片是懸臂的。
19.用于制取水溶性熔融擠出物顆粒的制粒機包括(a)一個機殼；(b)一個配置在機殼內并能圍繞旋轉軸線旋轉的轉子；(c)多個安裝在轉子的外圓周上的刀片；(d)多個形成在轉子內的流體口，其中刀片與每個流體口是相關連的；(e)配置在轉子的內部的靜止的軸；(f)在軸內形成的空氣供給通路；(g)在軸內形成的空氣供給溝道并設置成與空氣供給通路相通；(h)一個圍繞轉子的外圓周配置的套筒，空氣供給溝道通過此套筒延伸；及(i)一個配置在套筒的一部分外圓周上的槽，槽與空氣供給溝道相通以便向刀片供給空氣。
全文摘要
制粒機對于制取作為其他各種材料之一的遇水解散的熔融擠出物的顆粒是特別有用的,此擠出物是從擠壓機中經過與制粒機機殼內部相通的?？诒粩D出的。制粒機包括一個配置在機殼內部的轉子和一些圍繞轉子的圓周安裝的刀片。當轉子旋轉時刀片將熔融擠出物制成顆粒。當刀片在機殼內處于選擇位置時流體供給系統(tǒng)選擇性地向刀片傳送流體,例如空氣。選擇性位置最好是剛剛過入口,并可在圓周方向環(huán)繞機殼在接近出口的機殼區(qū)域內延伸。圓周的范圍按照刀片和流體供給系統(tǒng)的構型而變化。流體供給系統(tǒng)以徑向向外并沿刀片的切刃的切線方向供給流體。以便從刀片上掃除顆粒同時也冷卻刀片、顆粒和制粒機的內部組件。選擇性傳送的流體盡可能靠近出口從刀片上掃除顆粒。這樣防止了結污也避免了刀片在接近?？谔幃a生不希望的冷卻,這種冷卻可以降低擠出物的溫度并可中斷擠出物的流出。
文檔編號B29B13/04GK1170379SQ95196805
公開日1998年1月14日 申請日期1995年12月4日 優(yōu)先權日1994年12月15日
發(fā)明者小·W·R·科科倫 申請人:納幕爾杜邦公司