專利名稱：加熱成可流狀態(tài)合成塑膠材料的流經(jīng)一殼體的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用以控制通過一殼體-特別是合成塑膠材料所用的一過濾器裝置或一回動閥-之加熱成可流狀態(tài)的合成塑膠材料流動的裝置，其包含與殼體交會之一通流路徑及具有圓形剖面的一活塞，其可在殼體的一孔中縱向滑動式引導，而對于通流路徑的縱向呈橫向延伸?；钊c通流路徑相交會。其中在殼體之外，一無縫式刮環(huán)是置于延伸出殼體的一段活塞上，且其中有一連接至殼體的一制動部可使活塞相對于刮環(huán)產(chǎn)生可偏移位移。
此類裝置是以多種不同實施例表示，譬如，一實施例可為加熱成塑化狀態(tài)的熱塑性合成塑膠材料所用的一過濾器裝置，其中該活塞承載了通流路徑內該裝置的作業(yè)位置所配置的一過濾器，該過濾器將雜質與塑化合成塑膠材料相分離。另一項實施例是為合成塑膠材料流動所用的一回動裝置。在所有實施例中，活塞的縱向位移影響到經(jīng)過殼體的合成塑膠材料的流通。在一過濾器裝置情形中，活塞的該偏移位移是將過濾器載入一篩網(wǎng)交換位置或載入一回流位置中，故可更換或清潔過濾器(譬如請見AT 395,825 B或EP 250,695 B)。在一回動裝置情形中，活塞的偏移位移使得導入殼體內的合成塑膠材料經(jīng)由正常作業(yè)狀態(tài)的另一出口離開殼體，否則譬如在一關閉閘閥的情形中，通過殼體的合成塑膠材料的流通是完全中斷。在上述類型的裝置中，當活塞在其縱向中位移時，雖然活塞是以非常窄的間隙引導于殼體內以盡量降低泄漏，仍無法避免合成塑膠材料離開殼體，在活塞位移期間不可避免地由殼體抽出的合成塑膠材料受到熱度及空氣中含有的氧氣所分解，因此，累積在活塞周圍的硬層構成了一種碳化物質，該物質實際已喪失其塑膠特征。刮環(huán)的目的為在活塞相對于殼體作縱向位移時，從活塞刮除由泄漏材料構成的此硬層。
但是，調查發(fā)現(xiàn)已遭遇到下列困難自殼體伸出的活塞段未受熱，因此在其未加熱軸向長度上的溫度約降低100℃，這表示由于對應其較低溫的較低熱膨脹，此活塞自殼體突出端部之直徑根據(jù)其直徑尺寸而比其余段減少幾個0.1毫米。當活塞導入加熱殼體內時，因此，由殼體邊緣或刮環(huán)將燃燒后的層材料刮除成對應殼體孔徑或刮環(huán)內徑的程度。因此，在活塞較冷端上，仍保持因為較低熱膨脹造成的此活塞端較小直徑厚度所對應的一層此材料?；钊Ａ粼跉んw內期間，譬如在一過濾器裝置內的過濾器作業(yè)位置中、或一回動器或類似物的正常位置中，此活塞段加熱至殼體溫度，并因此相應膨脹。因此，由焦化合成塑膠材料構成的活塞層受到壓縮。這造成了一無法控制的障礙而再度使活塞端部位移至殼體外，故甚至可能阻塞到活塞并因此阻塞到整體裝置。
本發(fā)明的目的為克服這些困難、并改良上述類型裝置使其功能更加可靠。本發(fā)明利用在最低溫作業(yè)狀態(tài)中時刮環(huán)內徑小于殼體孔徑、且亦小于背向殼體從殼體伸出的活塞段的端徑之特征，來完成此工作，故刮環(huán)一直以機械偏壓方式置于活塞段上。活塞上的刮環(huán)的這種堅固放置使刮環(huán)一直以機械偏壓方式位于活塞上，而與活塞承受溫度所導致的膨脹或收縮無關。當然，這表示在刮環(huán)內可產(chǎn)生對應的拉力負荷，然而，替刮環(huán)選擇適當材料并不難，尤其是依照熱阻值作選擇，故只要顯然已知所發(fā)生的溫度，即可產(chǎn)生有效的拉力負荷而不會發(fā)生破裂。
根據(jù)本發(fā)明，最好是刮環(huán)的內徑是比殼體孔徑小了0.12至0.15％。經(jīng)由測試，已顯示此范圍適合大多數(shù)的應用。
必須根據(jù)現(xiàn)有情況來選擇刮環(huán)置于活塞段上的偏壓范圍，一般來說，在本發(fā)明的范圍中，刮環(huán)以1000至2000牛頓/平方厘米的一平均壓力置于活塞上。
根據(jù)本發(fā)明的另一項實施例，在刮環(huán)與殼體之間具有一間隙，從活塞軸向測量時，該間隙為0至4毫米且受到一個制動部的限制。因此，零值，即不具間隙，是對低粘度塑膠作業(yè)的裝置有效，譬如PET-預-單體(PET-pre-monomeres)或蠟質或類似物，對于此類塑膠，當活塞處于突出狀況且在殼體內具有高質量壓力時，亦存在材料泄漏的危險。因此，刮環(huán)以類似填料盒(stuffing box)之不具軸向間隙方式動作，但是，對于具有高粘度的塑膠，介于刮環(huán)與殼體之間的該間隙范圍為適當?shù)?，且在此間隙區(qū)域中，當活塞移出殼體時，泄漏材料可發(fā)生自由逃脫。
附圖中，利用示范性實施例來示意顯示本發(fā)明的主題。


圖1顯示構成用于合成塑膠材料的過濾器裝置的一種裝置，在沿活塞軸的一段中對于刮環(huán)具有軸向間隙。圖2在類似圖1的一段中顯示對于刮環(huán)的一種變型。圖3在類似圖1的一段中示意顯示導出殼體的活塞及脫離活塞的刮環(huán)。圖4在類似圖1的一段中顯示對于刮環(huán)不具有軸向間隙的一種變型。
在根據(jù)圖1的過濾器裝置中，殼體1具有可供可流物質過濾的一通流路徑2，特別是由雜質清出以供回收的熱塑性塑膠材料。待過濾材料以箭頭3方向通過一流入開口4進入此通流路徑2。濾液以箭頭5方向流動并經(jīng)由一流出開口6離開殼體1。在殼體1內與通流路徑2的軸向相垂直延伸設有一孔7，該孔是與通流路徑2相交。在此孔7內，具有圓形剖面的一活塞8，其以緊配合受引導而作縱向位移。一篩套9進入此活塞8中并包含一上游空間10供材料過濾之用，該空間比通流路徑2具有一較大直徑、且藉由一階部11與一截錐形下游空間12流通連接，截錐形下游空間12導向通流路徑2的下游段。在上游空間10與下游空間12之間，配置有一個用以分離所供應合成塑膠材料的雜質的過濾器13。此過濾器13包含一過濾層14，其可由設有細通口的一金屬板所構成，選擇這些通口的尺寸以留下待分離的雜質。利用與階部11相接合的一支撐板15來加強此過濾層14。支撐板具有通道狀開口16，其直徑顯著大于過濾層14的通口直徑。
在殼體1的外表面上，配置有一電阻加熱器17，藉此，該裝置及其內流動的合成塑膠材料可保持所需的作業(yè)溫度。
為了清潔或更換過濾器13，構成一篩網(wǎng)載體的活塞8在孔7形成的導部的軸向(雙箭頭18)中可滑動式位移。為此，提供了一未圖示的驅動裝置。活塞8的此軸向位移因此使得活塞8的一段19(圖3)軸向長度至少有時突出殼體1、且因此未受到加熱。因此，此段19具有小于殼體1內部的活塞8段的溫度、或逐漸到達此較小溫度。并且，活塞8的該軸向位移使得特別是具有膜厚度的塑膠熔化物，由于不可避免的泄漏，導致從殼體1內部抽到外部，該塑膠材料至少部分留在延伸出殼體1外的活塞段19表面上。因為突出殼體1的活塞8段19暴露給空氣中的氧氣，位于其表面上的合成塑料材料熔化物受到分解并在短期內焦化(kokified)，因此，此物質失去其熱塑膠性質并逐漸形成包圍此活塞段19的一硬層。迄今為止，已認定當活塞8再度移入殼體1內時，利用殼體邊緣20剪除此層，但事實上，當處理熱塑性合成塑膠材料達到約100℃時，因為自殼體1突出的活塞8段19在其未受熱而降溫的長度上具有一顯著的溫度下降，故僅部分發(fā)生上述現(xiàn)象，這表示延伸出殼體1外的活塞段19的端部21(圖3)因為熱膨脹較小而具有比仍留在殼體1內的活塞8段直徑小了幾個0.1毫米的直徑。因此，當活塞8再度移入殼體內時，在活塞8的較冷端部21上留有一層焦化(kokified)合成塑膠材料，該層厚度對應于各處該熱膨脹的差異。但是，當活塞8已再度移入殼體1內之后，迄今活塞19的較冷段19加熱至殼體1的溫度，且因此相對應膨脹。因此，在活塞8周邊上的焦化(kokified)塑膠層受到此活塞膨脹的壓縮及密化，且阻止或避免該活塞8再移出殼體。
為了克服這些困難，一無縫式刮環(huán)23固定在朝向活塞8自由端21的殼體1的側壁22，使其無法相對于壁22產(chǎn)生移動，或可僅在活塞8縱向位移時移動受限定。因此，此刮環(huán)23具有一刮除功能，以此刮除了活塞8移出殼體1外時附著于活塞8的塑膠層。為了在所有活塞8或其段19的溫度狀況中確保發(fā)生此作用，此刮環(huán)23以一偏壓方式置于活塞8上，而涵蓋了活塞8受溫度影響的所有膨脹或收縮。已顯示使內徑d2(圖3)保持比殼體1的孔7徑d0小了0.12至0.15％即已足夠，其中活塞8受可滑動式引導，且該直徑d0因此亦發(fā)生于殼體1邊緣20處，刮環(huán)23的內徑d2因此必然小于活塞8的延伸狀態(tài)中活塞段19的最冷位置(前端21)的直徑d1，因此，d1=d0-(d0·α·Δt)其中d0具有上述意義，α為活塞8的膨脹系數(shù)，而Δt為前端部21與留在殼體1內的活塞8段之間的溫度差。如圖3所示，此較小直徑d1導致前端部21相對于邊緣20的一間隙s，其中s=(d0-d1)/2因此，刮環(huán)23與待剪除的活塞8段19之間的壓力應適當保持介于于1000與2000牛頓/平方厘米之間，因此，應可觀察到刮環(huán)23內所發(fā)生的拉力負荷不應超過刮環(huán)23所用材料的可容許高溫穩(wěn)定度。
刮環(huán)23可以不可移動式固定至殼體1的側壁22，譬如藉由一螺紋連接23(圖4)。則刮環(huán)以類似填料盒方式在殼體1上產(chǎn)生位移。此構造適合具有低粘度的塑膠，譬如PET-預-單體或蠟質。但是對于具有高粘度的塑膠，則對刮環(huán)23提供一間隙將更為有利，使其可相對于殼體1沿活塞8軸向移動?？捎筛鶕?jù)圖1及圖2的實施例觀察到此間隙受限于由螺紋連接24固定的一制動部25。業(yè)已證明間隙最好為最高達4毫米，此間隙26可使泄漏材料在活塞8移出殼體1時，沿箭頭27方向經(jīng)邊緣20處殼體1與活塞8之間難以避免的不緊密處泄出，根據(jù)圖2的實施例可使得藉由刮環(huán)23的一倒棱28，特別是若該裝置的配置方式使活塞8縱軸垂直延伸故可使泄漏材料往下流走，則可使細泄漏材料更佳地流走。
刮環(huán)23在活塞8上的堅固配合的結果如上述為當活塞8移出殼體1時，刮環(huán)23從活塞表面刮除了附著于活塞8的泄漏材料。因此，鄰近殼體1的刮環(huán)23的中央開口30(圖3)邊緣29首先變得有效。當活塞8縮回時，即當其再度移入殼體1中時，利用背向殼體1的刮環(huán)23的開口30邊緣31刮除可能還留在活塞周邊的材料。
該裝置不限于過濾器裝置。因此，活塞8譬如可為關閉裝置，其中藉由活塞8的軸向位移使通流路徑2關閉。其一種變形是在活塞8內部設置通道，使得在活塞8的正常作業(yè)位置中，處理材料可無障礙地經(jīng)過通流路徑2，但在相對殼體1產(chǎn)生軸向位移的活塞8的另一作業(yè)位置中，該材料經(jīng)由流入開口4而進入殼體中，但經(jīng)由另一個開口即流出開口6離開殼體1，其中藉由活塞8內部的這些通道，產(chǎn)生對應的材料旁通。
權利要求
1．一種用以控制通過一殼體(1)-特別是合成塑膠材料所用的一過濾器裝置或一回動閥-之加熱成可流狀態(tài)的合成塑膠材料流動的裝置，其包含與殼體(1)交會的一通流路徑(2)及具有圓形剖面的一活塞(8)，其可在殼體(1)的一孔(7)中縱向滑動式引導，對于通流路徑(2)的縱向呈橫向延伸，該活塞(8)與通流路徑(2)相交會，其中在殼體(1)之外，一無縫式刮環(huán)(23)置于延伸出殼體的一段(19)活塞(8)上，且其中有一連接至該殼體(1)的一制動部(25)可使活塞(8)相對于刮環(huán)(23)產(chǎn)生可偏移位移，其特征在于在最低溫作業(yè)狀況中，該刮環(huán)(23)的內直徑(d2)小于該殼體(1)的孔(7)的直徑(d0)、亦小于背向該殼體(1)并延伸之活塞段(19)端部(21)的直徑(d1)，使得該刮環(huán)(23)一直以一機械偏壓方式置于該活塞段(19)上。
2．如權利要求1所述的裝置，其特征在于該刮環(huán)(23)的內徑(d2)比該殼體(1)的孔(7)的直徑(d0)小了0.12至0.15％。
3．如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于該刮環(huán)(23)以1000至2000牛頓/平方厘米的一平均壓力置于該活塞(8)上。
4．如權利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于在該刮環(huán)(23)與該殼體(1)之間具有一間隙(26)，當沿該活塞(8)的軸向測量時，該間隙為0至4毫米、且受到制動部(25)所限制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用以控制通過一殼體(1)－特別是合成塑膠材料所用的一過濾器裝置或一回動閥－之加熱成可流狀態(tài)的合成塑膠材料流動的裝置,其包含與殼體(1)交會的一通流路徑(2)及具有圓形剖面的一活塞(8),其可在殼體(1)的一孔(7)中縱向滑動式引導,對于通流路徑(2)的縱向呈橫向延伸?；钊?8)與通流路徑(2)相交會。在殼體(1)之外,一無縫式刮環(huán)(23)置于延伸出殼體的一段活塞(19)上,該刮環(huán)(23)是由一制動部(25)固定的方式,使活塞(8)可相對于刮環(huán)(23)產(chǎn)生偏移位移。在最低溫作業(yè)狀況中,刮環(huán)(23)的內直徑(d
文檔編號B29C47/66GK1301213SQ99806406
公開日2001年6月27日 申請日期1999年7月21日 優(yōu)先權日1998年8月6日
發(fā)明者赫爾穆特·貝徹, 赫爾穆思·舒爾茨, 喬·溫德林 申請人:赫爾穆特·貝徹, 赫爾穆思·舒爾茨, 喬·溫德林