(57)【要約】  添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に混和するための装置（１）であって、ポンプ圧送されるべき媒体をポンプするための少なくとも１つのギアポンプ（２）であって、第１の駆動トルクを有する、少なくとも１つのシャフト（３）を備える、ギアポンプ（２）と、添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に導入するための少なくとも１つの注入器（５）と、前記添加剤を、ポンプ圧送されるべき前記媒体と混合するための少なくとも１つのスクリューコンベヤ（６）であって、第２の駆動トルクを有し、かつ第１の駆動トルクおよび第２の駆動トルクが連結されるように、シャフト（３）およびスクリューコンベヤ（６）が機能的に接続されることを特徴とする、スクリューコンベヤと、を備える、装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に混和するための装置（１）であって、
ポンプ圧送されるべき媒体をポンプ圧送するための少なくとも１つのギアポンプ（２）であって、第１の駆動トルクを有する、少なくとも１つのシャフト（３）を備える、ギアポンプ（２）と、
添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に導入するための少なくとも１つの注入器（５）と、
前記添加剤を前記ポンプ圧送されるべき媒体と混合するための少なくとも１つのスクリューコンベヤ（６）であって、第２の駆動トルクを有し、
かつ
第１の駆動トルクおよび第２の駆動トルクが連結されるように、前記シャフト（３）および前記スクリューコンベヤ（６）が機能的に接続されることを特徴とする、スクリューコンベヤ（６）と、を備える、装置（１）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのシャフト（３）のうちの少なくとも１つは、駆動シャフトである、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記ギアポンプ（２）の前記少なくとも１つのシャフト（３）は、駆動シャフトとして動作するように適合され、前記ギアポンプ（２）は、被駆動シャフトとして動作するように適合される、第２のシャフト（４）を備える、請求項１または２に記載の装置（１）。
【請求項４】
第３の駆動トルクを有する、第２のスクリューコンベヤ（７）を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスクリューコンベヤ（６）は、前記ギアポンプ（２）の駆動シャフトである、前記少なくとも１つのシャフト（３）と機能的に接続され、前記第２のスクリューコンベヤ（７）は、被駆動シャフトである、第２のシャフト（４）と機能的に接続される、請求項４に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記装置は、流体添加剤を前記ポンプ圧送されるべき媒体に混合するように適合される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記装置は、第２のギアポンプ（２’）をさらに備え、各ギアポンプ（２、２’）は、スクリューコンベヤ（６、７）と機能的に接続され、好ましくは、それぞれのスクリューコンベヤ（６、７）を駆動するために駆動シャフトによって機能的に接続される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記少なくとも１つのスクリューコンベヤ（６、７）は、少なくとも１つの混合ゾーンと、少なくとも１つの圧力増加ゾーンとを備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記装置（１）は、前記ポンプ圧送されるべき媒体が、第１のスクリューコンベヤ（６）を最初に、そして第２のスクリューコンベヤ（７）を次に通過するように、流れ方向（Ａ）において順次連続して位置付けられる２つのスクリューコンベヤ（６、７）を備え、好ましくは、流れ方向（Ａ）における前記第２のスクリューコンベヤ（７）は、圧力増加ゾーンを備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記第２のスクリューコンベヤ（７）の駆動トルクは、前記第１の駆動トルクに連結され、好ましくは、前記第２のスクリューコンベヤ（７）は、前記ギアポンプ（２）の前記少なくとも１つの駆動シャフト（３）によって動作されるように適合される、請求項９に記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記注入器（５）は、前記少なくとも１つのスクリューコンベヤ（６）の上流に位置する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのギアポンプ（２）または前記少なくとも１つのコンベヤスクリュー（６）は、冷却手段（１０）をさらに備え、好ましくは、冷却媒体のためのダクト（１０）を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１３】
前記スクリューコンベヤは、発泡剤の注入に好適な２００バールの圧力を保持する、請求項１〜１２０のいずれか１項に記載の装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に混和するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、単一もしくは双スクリュー押出システム、または注入システムおよび静的混合器の組み合わせの使用を含む、２つ以上の高粘性および／または低粘性材料を混合するための種々の技術が存在する。
【０００３】
押出器において粘性材料を混合することは、適切な混合を得るように、適正な設計のスクリューを設計および設置する必要性を含む、いくつかの欠点を有する。別の欠点は、スクリューのサイズおよび長さにより、１つの組の材料から異なる組の材料への変更時に、押出器をパージするために必要とされる時間である。適切な混合を確実にするために、スクリューは、十分に長くなければならないが、これは、スクリューをパージする時に、より多くの時間が必要とされ、かつ材料を無駄にすることを意味する。また、ある場合において、押出器における比較的長い滞留時間は、ある材料に対しては望ましくない可能性がある。
【０００４】
いくつかの場合において、添加剤を、例えば、液体投与機器によって、押出器の溶融物流に計量して添加することができる。これは、押出器のバレルを通して溶融物チャネルを構築することを必要とする。しかしながら、これは、既存の機器をアップグレードしようとする時、実用的ではない。
【０００５】
既存の押出器を改造することは、機械動作時間の著しい損失を伴う、複雑かつ費用がかかる取り組みであろう。
【０００６】
さらに他の状況において、ベント付き押出器が使用される。押出器およびそのスクリューの設計は、しばしば、能動的なベントシステムとともに動作し続けつつ、添加剤流の適切な注入および混合を確実とすることが実用的ではないようになっている。他方では、ベントは、望ましくない揮発性物質（例えば、空気、湿気、オリゴマー等）の抽出のために、引き続き動作可能である必要がある。
【０００７】
添加剤流が押出器の下流に添加される、いくつかのシステムが存在する。例えば、かかる流は、押出器と静的混合器との間に導入され得る。しかしながら、いくつかの場合において、好適な注入システムおよび静的混合器を設置するために利用可能な十分な床面積が無い可能性がある。さらに、一部の場合において、例えば、発泡剤が導入される時、静的混合器によって引き起こされる高い圧力降下は、望ましくない。
【０００８】
プラスチック生産の分野において、添加剤を溶融物に添加することによってプラスチックの性質を改善、改変、または強化する必要性が存在する。プラスチック処理の分野における別の傾向は、発泡プラスチックの押出である。発砲は、物理的もしくは化学的発泡剤（または２つの組み合わせ）を溶融物に添加することによって達成することができる。発泡剤、ならびに、例えば、核生成剤といった、添加されるべきいずれの添加剤も、可能な限り均質的に、溶融物中に分配されることが重要である。典型的に、Ｎ2またはＣＯ2といった物理的発泡剤は、２０℃で７５バールを十分に上回る圧力で添加される（単一相への混合を保障するように、流体状態、例えば、超臨界流体において）。そのようにすることによって、溶融物の粘度が低減される。さらに、混合は、溶融物の温度の望ましくない増加につながる。説明されるように添加剤を混和するために、静的混合器が使用されている。これらの静的混合器の１つの不利点は、押出の方向における横幅を必要とすることにより、それらが占有する、比較的大きい面積である。しばしば、押出方向における空間制限により、静的混合器を備えるように設備を改造することは不可能になる。静的混合器はまた、相当な圧力降下を要し、これは、多くのプロセスにおける限定要因となる。また、静的混合器のより高い圧力の上流は、混合要素を崩壊させるリスクを及ぼす。いくつかの押出器は、これらのより高い圧力の上流を確立することが可能ではない場合がある。
【０００９】
さらに、望ましい核生成および制御された気泡拡大を達成するように、高い圧力減少が、押出ツールの出口で発生することが重要である。静的混合器の場合、圧力は、溶融物が混合器を通過する時に消費される。しばしば、これは、押出ツールの出口において、過度に低い圧力をもたらす。これは、生成物の不規則的な発泡をもたらす。
【００１０】
静的混合器を有する押出器を使用することのさらなる特性は、コンベヤシャフトのトルクを通じた、プロセスステップの調節および連結である。
【００１１】
欧州特許第ＥＰ  １  ２６８  ６２４  Ｂ１号は、物理的発泡剤の使用とともに、特定の発泡体を押出するために使用される、押出ラインを説明する。樹脂および任意の核剤は、混合ヘッド、静的混合器、ギアポンプ、およびダイを有する、押出器に送給される。物理的発泡剤は、押出器の注入弁を通って注入される。最終的に得られる発泡体シートは、引っ張られ、圧縮され、巻き取られて、発砲シートのロールを形成する。このデバイスは、押出器の下流の生産ラインに２つの静的混合器（ＩＸ）を組み込むことによって、押出の方向における大きい空間要件を有する不利点を有する。
【００１２】
静的混合器の代わりに動的混合器を使用することもまた、既知であるが、それらは全て、動的混合器のためのさらなる駆動を必要とし、生産ラインプロセスへの動的混合プロセスの組み込みは、複雑かつ面倒である。―（Ｍｉｃｈａｅｌｉ  Ｗ．；Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ，Ｔ．；Ｓｃｈｕｍａｃｈｅｒ，Ｈ．；ｐｈｙｓｉｋａｌｉｓｃｈｅｓ  Ｓｃｈａｕｍｅｎ  ｍｉｔ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｅｘｔｒｕｄｅｒｎ；Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅ  １１／２００８；Ｋａｒｌ  Ｈａｎｓｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ，Ｍｕｎｃｈｅｎ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
先行技術の不利点を克服することが本発明の目的であった。特に、十分に均質化された添加剤による媒体の押出を可能にする、設置および維持することの複雑性がより少ない装置を提供することが本発明の目的であった。プラスチックを押出するための費用効率が良く、空間およびエネルギー効率が良く、使用が容易で、信頼性があるデバイスが提供され、これは、高い混合性能を達成し、追加の熱除去によって溶融温度を制御された状態に保持する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、請求項１に記載の装置で解決される。好ましい実施形態が、従属請求項、ならびに以下の説明において定義される。
【００１５】
本発明に従う装置は、添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に混和するためのものである。本発明の文脈において、ポンプ圧送されるべき媒体は、例えば、プラスチックおよび他の粘性または半粘性媒体といった、押出によって処理される、任意の材料または物質を含むとして解釈されるものとする。本発明に従う装置は、ポンプ圧送されるべき媒体をポンプするための少なくとも１つのギアポンプを備える。以下において、少なくとも１つのギアポンプは、第１のギアポンプとも呼ばれ得る。ギアポンプは、変位を通じて媒体を運搬するための手段である。ギアポンプは、少なくとも１つのシャフトを備え、以下において第１のシャフトとも呼ばれ得、これは、第１の駆動トルクを有する。好ましい実施形態において、ギアポンプは、外部歯を有する、２つの機能的に接続された、即ち、相互係止されたギアを備える。
【００１６】
装置は、混和されるべき添加剤を、ポンプ圧送されるべき媒体に導入するための少なくとも１つの注入器をさらに備える。装置は、上の添加剤を、前記ポンプ圧送されるべき媒体と混合するための少なくとも１つのスクリューコンベヤをさらに備える。以下において、少なくとも１つのスクリューコンベヤは、第１のスクリューコンベヤとも呼ばれ得る。スクリューコンベヤは、第２の駆動トルクを有する。シャフト、またはシャフトのうちの少なくとも１つ、およびスクリューコンベヤ、またはスクリューコンベヤのうちの少なくとも１つは、上の第１および上の第２の駆動トルクが連結されるように、機能的に接続される。
【００１７】
上で説明される装置により、ポンプ圧送されるべき媒体に、添加剤がポンプ圧送されるべき媒体に均質的に混合されるように、添加剤が提供され、少なくとも１つのスクリューコンベヤを通じて処理される。上の装置は、例えば、添加剤を伴う材料を産生するための押出ラインのブロックを形成することができる。添加剤を伴うかかる材料の例は、発泡プラスチックであり得る。上で説明される装置によって産生することができる１つの特定の生成物は、欧州特許第ＥＰ  １  ２６８  ６２４  Ｂ１号―ＷＥＬＳＨ，Ｇ．  ｅｔ  ａｌ．において説明されるような、熱形成可能な発泡体シートであろう。
【００１８】
本発明の特定の実施形態において、ギアポンプは、２つのシャフトを備える。好ましい実施形態において、スクリューコンベヤは、実際には、ギアポンプのシャフトに連結される。好ましくは、スクリューコンベヤは、押出の方向に対して垂直に延伸するように配設される。スクリューコンベヤは、ギアポンプのシャフトによって駆動される。
【００１９】
スクリューコンベヤの駆動トルク（複数を含む）は、ギアポンプシャフトの駆動（複数を含む）トルクに連結される。
【００２０】
別の好ましい実施形態において、ポンプ圧送されるべき媒体は、例えば、スクリューコンベヤの中へ進むように、混合ポンプに隣接する偏向ゾーンによって偏向され得る。一度、スクリューコンベヤを通過すると、ポンプ圧送されるべき媒体は、別の偏向ゾーンによって、押出ツールの流れ方向に偏向し戻すことができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態において、少なくとも１つのシャフトのうちの少なくとも１つは、駆動シャフトである。駆動シャフトは、起動されるシャフトとして解釈されるものとする。
【００２２】
好ましい実施形態において、ギアポンプは、駆動シャフトとして動作するように適合される、第１のシャフトと、非駆動シャフトとして動作するように適合される、第２のシャフトと、を備える。
【００２３】
好ましい実施形態において、第１のシャフトは、少なくとも１つのスクリューコンベヤと機能的に接続される。それにより、第１および第２の駆動トルクを連結することができる。本発明の文脈において、機能的接続は、力の伝送が可能になる時、さらにより好ましい実施形態において、トルクの伝送が可能になる時、確立されるものとする。
【００２４】
好ましい実施形態において、装置は、第２の駆動トルクを有するスクリューコンベヤに加えて、第３の駆動トルクを有する第２のスクリューコンベヤを備える。
【００２５】
さらなる好ましい実施形態において、第１のスクリューコンベヤは、ギアポンプの駆動シャフトである第１のシャフトと機能的に接続され、第２のスクリューコンベヤは、第２のシャフトと機能的に接続される。好ましくは、第２のシャフトは、ギアポンプ、および／またはギアポンプの駆動シャフトによって駆動され得る。
【００２６】
さらなる好ましい実施形態において、装置は、ポンプ圧送されるべき媒体の流れ方向を提供するように適合される。さらにより好ましい実施形態において、装置は、少なくとも１つのギアポンプによって、流れ方向を提供するように適合される。
【００２７】
さらなる好ましい実施形態において、装置は、流体添加剤を、ポンプ圧送されるべき媒体に混和するように適合される。プラスチックのための発泡剤として使用される添加剤の例は、流体段階におけるブタン、ペンタン、二酸化炭素、または窒素であり得る。
【００２８】
本発明の特定の実施形態において、装置は、第１のギアポンプに加えて、第２のギアポンプを備える。本実施形態の各ギアポンプは、スクリューコンベヤのうちの１つと機能的に接続される。好ましくは、各ギアポンプは、それぞれのスクリューコンベヤを駆動するための駆動シャフトによって、前記スクリューコンベヤと機能的に接続される。好ましくは、押出器速度は、押出器における出口圧力がある値に到達すると、ギアポンプの適切な充填を維持するように制御される。換言すると、第１のギアポンプの入口圧力は、押出器速度を変更することによって最良に制御することができる。
【００２９】
さらなる好ましい実施形態において、少なくとも１つのスクリューコンベヤは、多数の異なる処理ゾーンを備える。好ましくは、前記スクリューコンベヤは、少なくとも１つの混合ゾーンを備える。前記スクリューコンベヤは、さらにより好ましくは、少なくとも１つの混合ゾーンと、少なくとも１つの圧力増加ゾーンとを備えることができる。多数のまたは異なる処理ゾーンを達成するために適正な形状でスクリューコンベヤを構築および設計することは、当業者には既知である。
【００３０】
好ましい実施形態において、装置は、好ましくは、本質的に流れ方向に対して垂直に、順次連続して位置付けられる、２つのスクリューコンベヤを備える。スクリューコンベヤは、ポンプ圧送されるべき媒体が、第１のスクリューコンベヤを最初に、第２のスクリューコンベヤをその次に通過するように、位置付けられる。好ましくは、流れ方向における第２のスクリューコンベヤは、少なくとも１つの圧力増加ゾーンを備える。
【００３１】
さらなる好ましい実施形態において、第２のスクリューコンベヤの駆動トルクは、第１の駆動トルクに連結される。さらにより好ましくは、第２のスクリューコンベヤは、ギアポンプの駆動シャフトによって動作されるように適合される。
【００３２】
好ましい実施形態において、装置は、流れ方向に関して、少なくとも１つのスクリューコンベヤの上流に位置する注入器を備える。
【００３３】
さらなる好ましい実施形態において、少なくとも１つのスクリューコンベヤは、冷却手段をさらに備える。さらにより好ましくは、これらの冷却手段は、冷却媒体のためのダクトによって実現される。
【００３４】
当業者は、上の実施形態の全てを、本発明に従う装置において、単独で、または組み合わせた様式において実現することができるということを容易に認識する。
【００３５】
当業者は、上の実施形態を、他の角度でも（即ち、垂直だけでなく）実現することができるということを容易に認識することができる。
【００３６】
本発明に従う装置は、媒体を運搬および押出するためのデバイス内で使用することができる。デバイスは、複数のブロックを備える。それは、媒体を押出するためのダイブロックを備える。好ましくは、ダイブロックは、ダイを備える。ダイブロックの上流で、デバイスは、混合ブロックを備える。混合ブロックは、先に説明されたような装置を備える。特に、それは、先に説明される態様および／または好ましい実施形態のいずれか１つまたは組み合わせにおいて、添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に混和するための装置を備える。
【００３７】
好ましい実施形態、デバイスは、混合ブロックの下流に移動ブロックをさらに備える。このブロックは、複数の混合ブロックから１つのダイブロックに生成物を方向付けるように適合される、多数の分配ブロック／チャネルを備えることができ、それにより、共押出を可能にする。
【００３８】
好ましい実施形態において、デバイスは、前記混合ブロックの上流に押出器ブロックをさらに備える。
【００３９】
好ましくは、上で説明されたデバイスおよびその好ましい配設は、物理的発泡剤を媒体に、さらにより好ましくは、プラスチックに混和するために使用される。特に、高密度の発泡体が、本発明に従うデバイスの使用によって産生される。
【００４０】
例として、動作は、以下の通りであり得る：媒体、好ましくは、溶融物が、ギアポンプ筐体において偏向され、偏向チャネルによって、２つのコンベヤスクリューを備える混合シリンダの中へと偏向される。
【００４１】
偏向チャネルの流れ方向に関して下流で、物理的または化学的発泡剤が注入される。コンベヤスクリューにおける混合ゾーンは、媒体を添加剤と均質化する。第１のコンベヤスクリューの末端部において、偏向ゾーンは、媒体を第２のコンベヤスクリューに偏向する。第２のコンベヤスクリューは、さらに、媒体において均質化する、および／または圧力を増加させる。
【００４２】
コンベヤスクリューは、ギアポンプシャフトの延伸（機能的接続の例）により回転し、、ギアポンプシャフトは、それ自体で回転している。ギアポンプシャフトのうちの１つは、アクチュエータによって直接起動される駆動シャフトである。それは、駆動トルクを第１のコンベヤスクリューに伝送し、それは、ギア自体によって、第２のコンベヤスクリューまで延伸するさらなる被駆動シャフトを有する第２のギア要素を起動する。前記第２のコンベヤスクリューは、前記被駆動シャフトによって起動される。
【００４３】
好ましい実施形態において、トルクは、接続ボルトによって伝送される。接続ボルトは、好ましくは、ねじれ剛性であるが、屈曲可撓性である。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、現在の技術によって提供されない、いくつかの利点を有する。利点は以下のとおりに要約され得る。
―それは、プロセスの押出ステップを、添加および混合ステップから切り離す。
―それは、可能な最後の下流点において、添加剤を添加することによって、パージ時間を最小化し、かつ依然として適切な混合を得る。
―それは、押出器バレルへの修正を伴わずに、押出器を動作させることを可能にする。
―それは、揮発性添加剤（例えば、発泡剤）が導入されても、能動的なベントシステムを有する押出器とともに動作させることを可能にする。
―それは、最適化されたスクリューを設計、製造、および設置することを必要とせずに、添加剤流の適切な導入および混合を可能にする。
―それは、主要流（例えば、押出器からの）および添加剤流が、所望の温度まで能動的に加熱または冷却されることを可能にする。
―それは、最小限の圧力損失でもって、主要流および添加剤流が混合、加熱、または冷却されることを可能にする。
―それは、既存の設定を妨げることなく、かつ動作性能を改変することなく、最小限の追加の床面積要件でもって、ほとんどの既存の押出システム上に設置することができる。  
―それは、押出システム、ならびにラムまたはピストンタイプのシステムに適用することができる。
【００４５】
本発明およびさらなる実施形態は、以下の図面および特定の実施例に限定されることなく、それらにおいてさらに概説される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】横断面における、本発明の実施形態に従う、添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に混和するための装置の概略図を示す。
【図２】本発明の実施形態に従う装置の３次元の概略図を示し、そこでは、要素のうちの一部が、更に明確にするために省略されている。
【図３】本発明の実施形態に従う、ギアポンプシャフトおよびコンベヤスクリュー、ならびにそれらのための手段の、等角図における、概略図を示す。
【図４】本発明の実施形態に従う、装置において使用されるような、コンベヤスクリューの概略等角図である。
【図５】本発明の実施形態に従う装置を組み込むデバイスの概略表示である。
【図６ａ】本発明の実施形態に従う装置を組み込む代替的のデバイスを示す。
【図６ｂ】本発明の実施形態に従う装置を組み込む代替的のデバイスを示す。
【図６ｃ】本発明の実施形態に従う装置を組み込む代替的のデバイスを示す。
【図６ｄ】本発明の実施形態に従う装置を組み込む代替的のデバイスを示す。
【図７】媒体流れ方向のさらなる例解を伴う、本発明の実施形態に従う、等角図における、デバイスの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１は、添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に混和するための装置１の描写である。装置１は、例えば、混合ブロックとして、典型的な押出ラインに実装することができる。装置１は、３つのサブブロックにさらに細分することができる。ギアブロックは、ギアポンプ２を収容する。注入器ブロックは、注入器５を備え、混合ブロックは、２つの混合スクリュー６および７を備える。装置１は、概略断面図において示される。
【００４８】
動作中、ポンプ圧送されるべき媒体は、断面図の平面に垂直な角度から、断面図の平面に進入しているであろう。ギアポンプ２は、変位によって、ポンプ圧送されるべき材料を移送させるであろう。ギアポンプは、ギアポンプ２の２つのギアのうちの１つを通って延伸する駆動シャフト３によって、ギアポンプ２を起動する、アクチュエータ（図示せず）によって起動される。駆動シャフト３の駆動トルクは、駆動シャフト３とのコンベヤスクリュー７の接続によって、コンベヤスクリュー７に伝送する。駆動シャフト３によって起動されるギアは、その歯によって、その駆動トルクをさらにギアポンプ２の第２のギアに伝送し、それにより、非駆動シャフトまたは被駆動シャフト４である、第２のシャフト４に対する駆動トルクＭ１’をもたらす。前述の非駆動シャフト４は、コンベヤスクリュー６と接続され、それにより、駆動トルクＭ１’を前述のコンベヤスクリュー６に伝送し、駆動トルクＭ２’をもたらす。ポンプ圧送されるべき媒体は、バッフルおよび／または偏向ゾーン（本図面においては図示せず）によって移動される。ギアポンプ２の下流で、注入器５が、例えば、二酸化炭素または窒素といった流体添加剤を、ポンプ圧送されるべき媒体の中に注入する。コンベヤスクリュー６は、ポンプ圧送されるべき媒体の混合物、最も一般的には、プラスチック溶融物および添加剤を、動的に混合および／または均質化する。代替的に、または流体注入に加えて、注入器５は、例えば、粘度増強剤、難燃剤、着色剤および／もしくは顔料、架橋剤、可塑剤、乾燥剤、ならびに／または充填剤といった、一般的に使用される添加剤を導入するように適合することができる。複数の添加剤および／またはその組み合わせの注入もまた、考えられる。第１のコンベヤスクリュー６の端部のバッフルまたは偏向ゾーンは、前述の媒体を第２のコンベヤスクリュー７に方向転換し、そこで、媒体は、さらに均質化および／または混合される。当業者によって、図面から容易に導出され得るように、コンベヤスクリューは、機能的ゾーン、および必要に応じて、プロセスを追加する、スクリュー形状を具備してもよい。最も一般的には、描写されるような第２のコンベヤスクリュー７は、混合／均質化ゾーンに加えて、さらなる圧力増加ゾーンを具備する。これは、過度の圧力を損失することなく、媒体が混合ブロックを通過することを確実にする。圧力は、高密度の発泡体の押出に重要なパラメータであり、例えば、発泡剤として二酸化炭素を有する高密度発泡体のための最先端の押出器は、最も典型的に、ツールノズルで１００バールの圧力差ＰDで作用する。本発明は、１５０バール以上のツールノズルにおける圧力差を可能にする。コンベヤスクリューは、発泡剤の注入の側の約２００バールの圧力を保持する。
【００４９】
このようにして、ギアポンプは、新たな媒体をスクリューの中へ継続的にポンプすることによって、媒体における圧力を増加させるために使用することができる。コンベヤスクリュー６および７の混合ゾーンにおける圧力損失は、生成物流れ方向において、第２のコンベヤスクリュー７上の追加の圧力増加ゾーンによって補うことができる。
【００５０】
高密度の発泡体の分野における本発明の実現形態では、移動／送給ブロックへと混合ブロックを出る媒体に対して、２００バールの圧力を達成することができる。
【００５１】
混合サブブロックを冷却するために、液体冷却を組み込むことができる。冷却ダクト１０が、冷却媒体を提供する。ギアポンプおよびコンベヤスクリューを別個に冷却して、双方のサブブロック（図示せず）において最適な冷却を達成することがさらに考えられる。
【００５２】
図２は、装置１の混合ブロックの概略的外部図を示す。装置は、混合ブロックの３つのサブブロックを示す。ポンプ圧送されるべき媒体は、示される矢印の方向で、混合ブロックに進入する。ギアポンプ筐体３０は、媒体を混合筐体３２の中へポンプ圧送し、そこで、コンベヤスクリューの上で説明される配設は、注入器ブロック３１によって注入される添加剤と媒体を混合および均質化する。この描写は、冷却ドケット１０、およびアクチュエータと接続することができる、駆動シャフト３の延伸部をさらに示す。
【００５３】
図３は、シャフト３およびコンベヤスクリュー７の等角概略図である。駆動シャフト３は、ポンピングギア歯１５およびアクチュエータ歯１６に細分することができる。アクチュエータ歯１６の反対の遠位端において、シャフト３は、接続ボウル１４を装着することができる所で終端するスクリューを具備する。接続ボウル１４は、コンベヤスクリュー７のラビリンスシール１３に装着される。固設ピン１７は、駆動シャフト３とコンベヤスクリュー７との間の接続を固定する。コンベヤスクリュー７は、均質化ゾーン１１および圧力増加ゾーン１２にさらに細分される。
【００５４】
図４は、均質化ゾーン１８と、ブリスタリングを含む運搬要素１８’とを含む、コンベヤスクリュー７のための代替的な設定を示す。
【００５５】
図５は、押出プロセスの概略表示である。押出器２１は、混合ブロック２４の中へ、駆動トルクＭＸの助力を得て、ポンプ圧送されるべき媒体をポンプ圧送する。ポンプ圧送されるべき媒体は、ギア２、２’に進入Ａ１し、変位によって、コンベヤスクリュー６の中へポンプ圧送Ａ２され、そこで、添加剤とともに注入される。偏向バッフルは、媒体を第２のコンベヤスクリュー７の中へ偏向Ａ３し、媒体をギアポンプ筐体へ向かって戻し、そこから送給ブロックおよび押出ダイノズル２３の中へ方向付ける。
【００５６】
ギアコック２’を回転させることによって、ギアポンプ２を起動させるシャフト３は、駆動トルクＭ１を、コック２’によってコック２に伝送させ、駆動トルクＭ１’をもたらす。ギアポンプの駆動トルクＭ１およびＭ１’は、コンベヤスクリューの駆動トルクＭ２、Ｍ２’と連結される。
【００５７】
図６ａは、図５の設定に対する代替的な設計を示す。図６ａは、押出器が最初にギアポンプの起動されていないギア２’に、およびそこからコンベヤスクリュー６の中へ送給する点において異なる。偏向ゾーンＡ３は、媒体を第２のコンベヤスクリュー７に、第２のギアポンプの起動Ａ４によって偏向し、前記第２のギアポンプの中へ偏向し戻し、そこから送給ブロック２２および押出ノズル２３の中へ偏向する。本実施形態の混合ブロック２４は、２つの別個のギアポンプを有し、各々が個々の駆動シャフトを有する。第１のギアポンプは、駆動トルクＭ１をコンベヤスクリュー６と連結させ、第２のギアポンプは、独立した駆動トルクＭ２をコンベヤスクリュー７と連結させる。
【００５８】
図６ｂは、押出器がコンベヤスクリュー６の中へ直接送給する点において、図５とは異なる。注入５は、押出器２１から下流である。第２のコンベヤスクリュー７は、圧力増加のためにギアポンプ２’／２に、およびそこから押出ツールの中へ送給する。
【００５９】
駆動シャフト３の駆動トルクＭ１は、最初にギアポンプ歯システムによって、ギア２へ、そこからコンベヤスクリュー７と連結される非駆動シャフト４に伝送され、それにより、連結された駆動トルクＭ２をもたらす。
【００６０】
図６ｃは、図５の設定に対するさらなる代替的な実施形態を示す。押出器２１は、最初にギアポンプ２／２’に送給する。ギアポンプの下流で、ポンプ圧送されるべき媒体が、添加剤とともに添加される。コンベヤスクリューは、第２のギアポンプ２、２’に送給し、これは、再度、第２のコンベヤスクリュー７に送給する。双方のコンベヤスクリューは、ギアポンプ２’の駆動シャフトの駆動トルクに、駆動トルクＭ２を連結させる。
【００６１】
図６ｄは、図５の設定の代替的な実施形態を示す。押出器２１は、第１の混合スクリュー６に送給する。押出器の下流で、注入５が行われる。第１の混合スクリュー６は、ギアポンプ２’、２に送給し、ギアポンプは、第２の混合スクリュー７に送給し、これは、圧力を増加させ、押出ツールに直接送給する。
【００６２】
装置の偏向ゾーンおよび種々のサブブロックに対する設定例を、図７において見ることができる。装置１は、大まかに、ポンプ圧送サブブロック３０、２つの混合スクリュー３１、３２を備える混合サブブロックに細分することができる（この描写は、スクリューを取り囲む状態での外側を示す）。偏向ゾーン３３は、媒体が１つの要素から他方の要素へ通過することを確実にする。注入ブロック５は、添加剤を媒体の中へ注入することを担う。
【００６３】
本明細書において提示される装置により、媒体との添加剤の動的混合が可能になり、動的混合を通じた圧力の損失を阻止する。デバイスは、さらに、空間および費用効率が良い様態で、設置することができる。様々な形状を有するコンベヤスクリューを提供する可能性は、当業者が、媒体および添加剤の組み合わせにおける様々な必要性に対して特殊化したツールを有することを可能にする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年6月17日(2014.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に混和するための装置（１）であって、
ポンプ圧送されるべき媒体をポンプ圧送するための少なくとも１つのギアポンプ（２）であって、第１の駆動トルクを有する、少なくとも１つのシャフト（３）を備える、ギアポンプ（２）と、
添加剤をポンプ圧送されるべき媒体に導入するための少なくとも１つの注入器（５）と、
前記添加剤を前記ポンプ圧送されるべき媒体と混合するための少なくとも１つのスクリューコンベヤ（６）であって、第２の駆動トルクを有し、
かつ
第１の駆動トルクおよび第２の駆動トルクが連結されるように、前記シャフト（３）および前記スクリューコンベヤ（６）が機能的に接続されることを特徴とする、スクリューコンベヤ（６）と、を備える、装置（１）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのシャフト（３）のうちの少なくとも１つは、駆動シャフトである、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記ギアポンプ（２）の前記少なくとも１つのシャフト（３）は、駆動シャフトとして動作するように適合され、前記ギアポンプ（２）は、被駆動シャフトとして動作するように適合される、第２のシャフト（４）を備える、請求項１または２に記載の装置（１）。
【請求項４】
第３の駆動トルクを有する、第２のスクリューコンベヤ（７）を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスクリューコンベヤ（６）は、前記ギアポンプ（２）の駆動シャフトである、前記少なくとも１つのシャフト（３）と機能的に接続され、前記第２のスクリューコンベヤ（７）は、被駆動シャフトである、第２のシャフト（４）と機能的に接続される、請求項４に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記装置は、流体添加剤を前記ポンプ圧送されるべき媒体に混合するように適合される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記装置は、第２のギアポンプ（２’）をさらに備え、各ギアポンプ（２、２’）は、スクリューコンベヤ（６、７）と機能的に接続され、好ましくは、それぞれのスクリューコンベヤ（６、７）を駆動するために駆動シャフトによって機能的に接続される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記少なくとも１つのスクリューコンベヤ（６、７）は、少なくとも１つの混合ゾーンと、少なくとも１つの圧力増加ゾーンとを備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記装置（１）は、前記ポンプ圧送されるべき媒体が、第１のスクリューコンベヤ（６）を最初に、そして第２のスクリューコンベヤ（７）を次に通過するように、流れ方向（Ａ）において順次連続して位置付けられる２つのスクリューコンベヤ（６、７）を備え、好ましくは、流れ方向（Ａ）における前記第２のスクリューコンベヤ（７）は、圧力増加ゾーンを備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記第２のスクリューコンベヤ（７）の駆動トルクは、前記第１の駆動トルクに連結され、好ましくは、前記第２のスクリューコンベヤ（７）は、前記ギアポンプ（２）の前記少なくとも１つの駆動シャフト（３）によって動作されるように適合される、請求項９に記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記注入器（５）は、前記少なくとも１つのスクリューコンベヤ（６）の上流に位置する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのギアポンプ（２）または前記少なくとも１つのコンベヤスクリュー（６）は、冷却手段（１０）をさらに備え、好ましくは、冷却媒体のためのダクト（１０）を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１３】
前記スクリューコンベヤは、発泡剤の注入に好適な２００バールの圧力を保持する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置（１）。
【国際調査報告】
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2015500155.tif 000014