УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ЭКСТРУДИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА
PLANT FOR GRANULATION OF EXTRUDED MATERIAL

Изобретение относится к установке для гранулирования пластифицированного или, по меньшей мере, частично размягчённого, или, по меньшей мере, частично расплавленного, предпочтительно экструдированного материала в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Такие установки известны, к примеру, из EP 2 052 825 А2. В указанной установке процесс отделения и отведения выходящих из экструдера гранулированных частиц не является оптимальным и на пути транспортировки образуются отложения.
Задачей настоящего изобретения является улучшение процесса гранулирования пластифицированных материалов, то есть, размягчённых, частично размягчённых, частично расплавленных до расплавленных, термопластичных или, по меньшей мере, от частично термопластичных частиц, предпочтительно полимерных частиц, с помощью простой по своей конструкции установки.
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы максимально быстро осуществить отверждение отделённых частиц и при этом предотвратить как взаимное столкновение частиц друг с другом, так и столкновение частиц с внутренними стенками корпуса или других отводящих частицы трубопроводов.
Эта задача решается посредством технического решения, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы изобретения. В соответствии с изобретением при этом предусмотрено, что в расположенной параллельно плоскости перфорированной пластины и/или передней стенки корпуса плоскости Е-Е или плоскости разреза обе расположенные перпендикулярно этой плоскости боковые поверхности стенок трубопровода для отвода газа образуют друг с другом угол α2, а обе расположенные перпендикулярно этой плоскости Е-Е боковые поверхности стенки трубопровода для подачи газа образуют угол α1, причём оба угла α1, α2 открыты в направлении корпуса и, причём угол α1 больше угла α2, и что между корпусом и трубопроводом для отвода газа расположен или встроен переходный корпус.
Выявил себя тот факт, что желаемые эффекты могут быть достигнуты, когда сохраняются специальные конструктивные и геометрически заданные параметры и габариты для установки в соответствии с изобретением. Гарантируется, что частицы надёжно и без взаимного воздействия друг на друга могут захватываться газовым потоком. Специально посредством расположения переходного корпуса, который установлен между корпусом и трубопроводом для отвода газа, оптимально осуществляется отведение частиц из корпуса, в частности, поддерживается отделение частиц.
Установка в соответствии с изобретением расположена перед подающим или пластифицирующим блоком, который подготавливает и осуществляет поставку гранулируемого материала. Подающий или пластифицирующий блок может быть осуществлён любым образом. Подаваемые от этого блока к перфорированной пластине и выходящие из перфорированной пластины нити материала в ходе практической эксплуатации формируются в гранулы посредством обрезки съёмниками, к примеру, ножами, шаберами и проч. В качестве съёмника может использоваться, к примеру, установка с одним или несколькими вращающимися ножами, которые закреплены на держателе для ножей, и, как и в случае в соответствии с изобретением, приводятся в действие посредством расположенного вне корпуса приводного механизма, к примеру, электромотора. Перфорированная пластина и приводимый в действие посредством мотора съёмник являются основными составными частями блока гранулирования.
Для отделения нити материала вдавливаются в специально сформированный корпус, причём в этот корпус с одной стороны, предпочтительно снизу, вводится газовый поток. Этот газовый поток формируется при помощи нагнетателя. Проведённый через корпус газовый поток может состоять из воздуха, предпочтительно высушенного, и/или охлажденного, и/или темперированного воздуха, то есть, также из инертных газов, или реактивных газов, или газовых смесей любого типа.
К корпусу, в частности, к его противолежащей трубопроводу для подачи газа стороне, присоединён переходный корпус, а к нему трубопровод для отвода газа. Переходный корпус представляет собой, как и трубопровод для отвода газа, автономный конструктивный элемент на пути транспортировки гранулированных частиц. Как переходный корпус, так и присоединённый к переходному корпусу трубопровод для отвода газа сформированы специальным образом, чтобы как быстро обеспечивать полноценное отведение образованных гранул, так и удерживать образованные гранулы в разъединённом состоянии и не допускать контакта гранул между собой и с внутренними стенками. При этом с одной стороны корпуса осуществляется подача газового потока посредством трубопровода для подачи газа в корпус в зону перфорированной пластины и отведение газового потока или выведение частиц в направлении от зоны перфорированной пластины из противолежащей зоны корпуса через переходный корпус в трубопровод для отвода газа. Контакт гранул со стенками корпуса или внутренними стенками корпуса полностью прерывается или минимизируется и предотвращаются процессы торможения и/или отложения гранулированных частиц. Также предотвращается приклеивание сформированных гранулированных частиц к внутренним стенкам. Существенным является, однако, прежде всего, то, что в соответствии с изобретением в значительной степени предотвращается склеивание гранулированных частиц между собой.
Образованные гранулы транспортируются посредством проведённой через установку среды, в частности, газа. Этим газом может быть любой газ или газовая смесь, в частности, используется воздух. Используемый газовый поток отводит частицы из корпуса, причём эти частицы материала, или гранулы, или колбаски, или проч. при этом при помощи газового потока могут быть охлаждены, и/или упрочнены, и/или подвергнуты химической реакции, к примеру, посредством химического воздействия, охлаждения или посредством инициированной или индуцированной газом реакции.
Гранулируемые материалы, к примеру, полимеры, могут быть усилены волокнами и/или могут быть частично структурированы. Основу их могут составлять полиэстеры, полиолефины или же полиамиды. В принципе, возможно, чтобы все, по меньшей мере, частично пластифицируемые, предпочтительно экструдируемые материалы, поскольку они могут, соответственно, размягчаться или расплавляться и преобразовываться в частицы и, соответственно, отверждаться, при помощи установки в соответствии с изобретением отводились от места выхода или от места их образования перед перфорированной пластиной и во время отведения могли бы подвергаться физической или химической обработке, или реакции, или упрочнению. Установка в соответствии с изобретением может быть использована для всех материалов, для которых может осуществляться формование нитей в гранулы. Сюда относятся тестообразные структуры, керамические массы, резина, термопластичные полиуретаны, силиконы и т.д.
В основном, необходимо достичь упрочнения материалов за счёт использованного газа, в частности, воздуха. При этом в помощь могут быть использованы также испаряющиеся среды, такие, к примеру, как вода, если при испарении воды или такого рода сред можно добиться упрочнения экструдированных и формируемых в виде частиц материалов. При испарении может использоваться также возникающее при этом охлаждение, в частности, тогда, когда никакая заметная конденсация и никакая жидкая фаза не становятся доминирующими.
Под термином «переходный корпус» в данном случае следует понимать определённый конструктивный элемент. Переходный корпус помещён между корпусом и трубопроводом для отвода газа дополнительно, в качестве следующего конструктивного элемента. Переходный корпус изготавливается в виде автономного конструктивного элемента или в виде модуля и располагается между корпусом и трубопроводом для отвода газа. Другие важные блоки устройства, а именно, корпус, трубопровод для подачи газа и трубопровод для отвода газа также изготовлены в модульном варианте и затем собраны вместе. Переходный корпус представляет собой, таким образом, осуществлённый в модульном исполнении соединительный трубопровод между корпусом и трубопроводом для отвода газа. Переходный корпус, так же, как и трубопровод для отвода газа, является автономным конструктивным элементом на пути транспортировки гранулированных частиц. Газ и, соответственно, гранулы попадают, таким образом, от корпуса не непосредственно в модуль трубопровода для отвода газа, а должны сначала войти в переходный корпус и полностью пройти через него. Только после этого они входят в трубопровод для отвода газа.
Признаки зависимых пунктов формулы изобретения представляют собой предпочтительные варианты осуществления установки с особыми техническими эффектами.
Значительное улучшение гранулирования достигается, если в предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что в плоскости параллельно плоскости перфорированной пластины или в плоскости разреза обоюдный зазор расположенных перпендикулярно этой плоскости боковых стенок корпуса в её расположенной по ходу потока концевой зоне, а также обоюдный зазор примыкающих сюда боковых, также расположенных перпендикулярно этой плоскости поверхностей стенок переходного корпуса имеют величину b, в частности, ту же величину b, а именно, 10 х d ≥ b ≥ 4 х d, предпочтительно 8 х d ≥ b ≥ 5 х d. Величина d рассчитывается посредством того, что определяется общий центр тяжести поверхностей всех имеющихся для прохождения материала углублений перфорированной пластины. Для каждого углубления определяется зазор от его собственного центра тяжести поверхности до общего центра тяжести поверхностей, и установленные для имеющихся углублений значения зазоров арифметически усредняются и удвоенное значение среднего арифметического устанавливается в качестве величины d.
Величина b соответствует, таким образом, наибольшему обоюдному зазору боковых стенок корпуса, а также наибольшему обоюдному зазору, соответственно, примыкающих к этим боковым стенкам, боковых поверхностей стенок переходного корпуса в его расположенной против хода потока концевой зоне. Таким образом, при простом изготовлении достигается переход без образования завихрений от корпуса к переходному корпусу, причём созданы предпосылки для оптимальной транспортировки частиц.
Предпочтительный с точки зрения потока и противодействующий отложению частиц вариант осуществления предусматривает, что обе поверхности боковых стенок трубопровода для отвода газа, которые располагаются перпендикулярно плоскости В-В, перпендикулярной плоскости Е-Е или перпендикулярной плоскости перфорированной пластины, образуют между собой угол β2, а также поверхности боковых стенок трубопровода для подачи газа, которые также располагаются перпендикулярно плоскости В-В, перпендикулярной плоскости Е-Е или перпендикулярной плоскости перфорированной пластины, образуют между собой угол β1, причём оба угла β1, β2 открываются в направлении от корпуса и, причём угол β1 больше, чем угол β2.
Далее является предпочтительным, если центральная ось подающего или пластифицирующего блока, предпочтительно экструдера, и/или общий центр тяжести поверхностей всех имеющихся углублений или проходящая через центр тяжести поверхностей осевая линия перфорированной пластины располагаются по центру относительно боковых стенок корпуса и/или располагаются в перпендикулярной плоскости перфорированной пластины и включающей в себя осевую линию корпуса плоскости симметрии трубопровода для подачи газа, и/или трубопровода для отвода газа, и/или переходного корпуса, и/или корпуса. Положение перфорированной пластины относительно корпуса или переходного корпуса играет важную роль для разделения сформированных частиц и для осуществления транспортировки в устройстве.
Перфорированная пластина с углублениями для прохода гранулируемого материла или проходящая через центр тяжести поверхностей углублений перфорированной пластины, перпендикулярная осевая линия перфорированной пластины может располагаться в центре корпуса или проходить через него. Этот центр располагается по середине между боковыми стенками корпуса или на проходящей в направлении потока через корпус, перпендикулярной плоскости перфорированной пластины, плоскости симметрии, которая включает в себя продольную центральную линию корпуса. Центр может быть определён, однако, также точками пересечения соответствующих диагоналей поверхностей передней стенки и/или задней стенки корпуса.
Для целого ряда случаев применения, в частности, для клейких материалов, зарекомендовало себя обстоятельство, когда центральная ось подающего или пластифицирующего блока, предпочтительно экструдера, и/или общий центр тяжести поверхностей всех имеющихся углублений или проходящая через него осевая линия перфорированной пластины смещена в сторону относительно осевой линии корпуса и/или перпендикулярной плоскости перфорированной пластины и включающей в себя осевую линию плоскости симметрии трубопровода для подачи газа, и/или трубопровода для отвода газа, и/или переходного корпуса, и/или относительно центра между перпендикулярными плоскости Е-Е боковыми поверхностями корпуса. Боковое смещение осуществляется на величину с, а именно с ≤ 2,5 х d, в зону корпуса, в которой направление поворота съёмника и направление газового потока имеют одно и то же направление. Перфорированная пластина или её центр, таким образом, смещены относительно центра корпуса или осевой линии корпуса. Смещение осуществляется, тем самым, таким образом, что – если смотреть от торцевой поверхности корпуса против выхода материала из перфорированной пластины – то наибольший зазор относительно стенки возникает в той зоне, в которой против основного воздушного потока перемещаются вращающиеся инструменты или ножи съёмника. Отделённые частицы при отделении получают импульс против направления перемещения воздушного потока и, однако, замедляются, так как перемещаются против направления движения воздуха. Опасность столкновения таких частиц со стенкой корпуса, вследствие данной меры, уменьшается.
Под особо клейкими материалами подразумеваются материалы, у которых после отделения гранулированных частиц времени охлаждения в газовом потоке так, как это имеет место на практике, недостаточно для того, чтобы существенно снизить склонность этих гранулированных частиц к слипанию. Таким образом, опасность того, что сталкивающиеся гранулированные частицы окажутся связаны друг с другом или останутся на внутренней стенке корпуса, существенно повышается. Поэтому, в таких случаях перфорированная пластина располагается в корпусе не по центру, а эта перфорированная пластина смещается относительно продольной центральной оси или продольной центральной оси симметрии корпуса, за счёт чего в этой зоне образуется больший зазор относительно стенки, при котором вращающиеся ножи съёмника перемещаются против направления газового потока.
В частности, для клейких материалов далее может являться предпочтительным, когда центральная ось подающего или пластифицирующего блока, предпочтительно экструдера, и/или общий центр тяжести поверхностей всех имеющихся углублений или проходящая через него осевая линия перфорированной пластины относительно места или поверхности поперечного сечения корпуса, в котором – если смотреть в направлении потока – боковые стенки расширяющегося корпуса имеют обоюдный зазор b, против хода потока располагаются на расстоянии а, причём а ≤ 1,1 х d. На практике предусмотрено, что корпус располагается стационарно, а ось подающего или пластифицирующего блока сдвинута или смещена относительно корпуса. На практике перфорированная пластина смещается относительно корпуса в направлении потока.
В качестве предпочтительного выявило себя обстоятельство, когда в переходной зоне, или на переходе, или на переходной поверхности, от корпуса к переходному корпусу корпус и переходный корпус имеют одинаковую прямоугольную поверхность поперечного сечения, причём длина самой длинной стороны прямоугольника имеет величину b. Таким образом, выявляется переход без образования завихрений от корпуса в переходный корпус. В связи с этим, предпочтительным является также, если поверхность поперечного сечения корпуса в переходной зоне к переходному корпусу или, если поверхность (16) поперечного сечения лишь на 5-20%, предпочтительно на 10-15% больше, чем поверхность поперечного сечения трубопровода для отвода газа в его удалённой от корпуса концевой зоне.
Далее предпочтительной является идея сформировать поверхность поперечного сечения корпуса на высоте перфорированной пластины на 25-35% больше, чем поверхность поперечного сечения трубопровода для подачи газа на его конце против хода потока или в месте его присоединения к корпусу. Тем самым, выявляется в значительной степени без образования завихрений транспортировка через всё установку с эффектом сопла в корпусе. Предпочтительным является далее, если поверхность поперечного сечения корпуса от высоты перфорированной пластины до переходной зоны к переходному корпусу или к поверхности (16) поперечного сечения для образования диффузора уменьшается на 10-20%.
Для примыкающего к корпусу переходного корпуса предпочтительным является, если длина переходного корпуса в направлении потока составляет от 35 до 100%, предпочтительно от 50 до 90% длины корпуса.
Поверхность поперечного сечения переходного корпуса в целесообразном варианте уменьшается в направлении от своей концевой зоны со стороны корпуса до своей расположенной по ходу потока концевой зоны или до начальной зоны трубопровода для отвода газа на 20-45%.
Для уменьшения обоюдного контакта гранулированных частиц предпочтительным является, если в плоскости Е-Е параллельно перфорированной пластине противолежащие поверхности боковых стенок корпуса, по меньшей мере, на одном участке своей продольной протяжённости имеют расходящуюся в направлении от трубопровода для подачи газа к переходному корпусу, выгнутую, если смотреть от внутренней поверхности корпуса, в частности, непрерывную форму. Переходы между отдельными участками осуществляются в предпочтительном варианте в форме круглых, дугообразных элементов, могут быть, однако, реализованы также в сегментном варианте осуществления. При сегментном варианте осуществления, однако, при небольших углах на переходах сегментов могут возникать проблемы в плане отложения пыли и материала в углах и на кромках. Далее качество проведения воздуха в таких зонах падает, так как там могут возникать нежелательные завихрения.
Предпочтительным является, если передняя стенка и задняя стенка корпуса и/или передняя стенка и задняя стенка переходного корпуса ориентированы параллельно друг другу и/или параллельно плоскости перфорированной пластины. Параллельные участки стенок, через которые газ проходит в корпусе, улучшают отведение отделённых частиц в направлении переходного корпуса или трубопровода для отвода газа, или же эффект сопла.
Простой вариант применения в соответствии с изобретением выявляется, если съёмник имеет приводной вал, который в корпусе проходит от задней стенки корпуса до расположенной в зоне передней стенки корпуса и представляющей собой концевую зону подающего или пластифицирующего блока, предпочтительно экструдера, перфорированной пластины. Благоприятное с точки зрения потока подсоединение к блокам для дальнейшей переработки или обработки гранулированных частиц выявляется, если к трубопроводу для отвода газа присоединена переходная деталь, которая переводит прямоугольное поперечное сечение трубопровода для отвода газа в поперечное сечение с круглым или изогнутым периметром. Переходная деталь может иметь сужающиеся по ходу потока участки стенок, которые, в частности, под тем же углом α2 или тем же углом β2 с наклоном примыкают к боковым поверхностям стенок или к поверхностям боковых стенок трубопровода для отвода газа, или удлиняют их, в частности, в форме треугольников.
Предпочтительная в отношении транспортировки частиц и предотвращения их взаимного склеивания конструкция установок выявляется, если вершина углов α1, α2 и/или β1, β2 располагается на осевой линии или на проходящей, в частности, параллельно осевой линии перфорированной пластины или центральной оси подающего или пластифицирующего блока, или содержащей их, продольной плоскости симметрии через трубопровод для подачи газа и/или корпус, и/или переходный корпус, и/или трубопровод для отвода газа.
В качестве благоприятного для транспортировки частиц выявило себя то обстоятельство, когда величина угла α2 составляет 0,3-0,9, предпочтительно 0,5-0,8 величины угла α1. Взаимное склеивание частиц предотвращается, если угол α1 < 90°, и значение его лежит предпочтительно в диапазоне от 10° до 80°, и он является, в частности, острым углом от 15° до 45°, и/или угол α2 < 90°, и является, в частности, острым углом со значением, предпочтительно в диапазоне от 3° до 35°, в частности, от 6° до 30°.
Благоприятным для транспортировки частиц является далее, если величина угла β2 составляет 0,1-0,45, предпочтительно 0,15-0,35 величины угла β1.
Для дальнейшего уменьшения взаимного склеивания частиц предпочтительным является, если угол β1 < 90°, и является, в частности, острым углом со значением, предпочтительно в диапазоне от 10° до 60°, в частности, от 15° до 50°, и/или если угол β2 < 90°, и является, в частности, острым углом со значением, предпочтительно в диапазоне от 2° до 30°, в частности, от 4° до 15°.
С точки зрения экономии пространства и для промышленного применения предпочтительным является, если трубопровод для подачи газа, корпус, переходный корпус и трубопровод для отвода газа расположены или смонтированы вертикально друг над другом. В принципе, возможно также горизонтальное или наклонное расположение трубопровода для подачи газа, и/или корпуса, переходного корпуса и трубопровода для отвода газа.
Целесообразным является то, что если расположенные перпендикулярно плоскости Е-Е перфорированной пластины поверхности боковых стенок переходного корпуса – если смотреть изнутри – по меньшей мере, частично выпукло изогнуты и по ходу потока в направлении трубопровода для отвода газа сходятся, причём в случае необходимости поверхности боковых стенок переходного корпуса располагаются перпендикулярно плоскости Е-Е перфорированной пластины.
Простым с конструктивной точки зрения и благоприятным с точки зрения технического обслуживания является, если концевая поверхность или концевая окантовка переходного корпуса и начальная поверхность или начальная окантовка трубопровода для отвода газа имеют одинаковый наклон к продольной или осевой линии, или к плоскости Е-Е перфорированной пластины, и концевая поверхность переходного корпуса располагается с наклоном под углом γ (примечание переводчика: см. ФИ, там обозначение δ), равном 40-90°, предпочтительно 50-80°, к осевой линии или плоскости перфорированной пластины, причём угол γ (примечание переводчика: см. ФИ, там обозначение δ) открывается в направлении к подающему или пластифицирующему блоку.
Такая конструкция, прежде всего, благоприятна, если в соответствии с изобретением предусматривается, что трубопровод для подачи газа, корпус и переходный корпус осуществлены или собраны в виде блока, а подающий или пластифицирующий блок и поддерживаемый держателем трубопровод для отвода газа вместе выполнены в виде следующего блока, причём, по меньшей мере, один из двух блоков выполнен с возможностью поворота относительно другого блока. Таким образом, возможен доступ к внутреннему пространству корпуса и переходного корпуса.
Для надёжной, быстрой и максимально свободной от столкновений и отложений транспортировки частиц имеют значение углы α1, α2 и в предпочтительном варианте осуществления также углы β1, β2 между соответствующими поверхностями стенок трубопровода для подачи газа и трубопровода для отвода газа, а также геометрия корпуса и переходного корпуса. Также величины b и d, как и удлинение или расширение корпуса по ходу потока от перфорированной пластины, оказывают воздействие на агломерации частиц без возможности отложений.
Изобретение представляется далее в качестве примера осуществления в предпочтительных вариантах, которые не следует понимать как ограничения. На чертежах представлено следующее:
фиг. 1 - демонстрирует схематичный вид в перспективе установки в соответствии с изобретением, причём в правой части фигуры представлен соединённый с подающим или пластифицирующим блоком, предпочтительно экструдером, блок установки, на котором с возможностью поворота установлен представленный слева другой блок установки в соответствии с изобретением;
фиг. 2 - демонстрирует вид Е-Е в разрезе установки в соответствии с фиг. 3, причём взгляд ориентирован в направлении присоединённого к установке экструдера;
фиг. 3 - демонстрирует разрез В-В в соответствии с фиг. 2;
фиг. 4 и 5 - демонстрируют различные варианты осуществления, касательно положения установки или корпуса относительно вала экструдера или перфорированной пластины экструдера;
фиг. 6 - демонстрирует эпюру;
фиг. 7 - демонстрирует эскиз для определения величины b.
Установка в соответствии с изобретением располагается за любым подающим или пластифицирующим блоком 40, в предпочтительном варианте, экструдером, или подсоединена к нему. Блок 40 на фиг. 3 лишь обозначен и имеет концевую зону или концевую часть 27, которая закрыта перфорированной пластиной 4. Концевая часть 27, как можно видеть на фиг. 1 и 2, располагается в имеющей форму короба несущей детали 23 корпуса 1 или присоединена к ней. Перфорированная пластина 4 для выхода материала входит в корпус 1. Направление подачи блока 40 схематично представлено на фиг. 3 стрелкой 19. Такой блок 40 может быть образован также посредством подающего пластифицированный и/или расплавленный материал напорного трубопровода, который на конце закрыт перфорированной пластиной 4.
Как демонстрирует фиг. 1, между трубопроводом 2 для подачи газа и трубопроводом 3 для отвода газа располагаются корпус 1 и переходный корпус 100. Передняя стенка 17 и задняя стенка 18 корпуса 1 располагаются параллельно друг другу. В положении прилегания друг к другу или в положении поворота относительно друг друга несущих деталей 23, 24 перфорированная пластина 4 входит в корпус 1 через углубление 31 в передней стенке 17. Далее приводной вал съёмника 6 входит в корпус 1. Приводной вал съёмника 6 проходит через заднюю стенку 18 и приводится в действие посредством мотора 28.
Как представлено на фиг. 1, на несущей детали 23 с возможностью поворота посредством осуществлённой произвольным образом поворотной опоры 25 располагается несущая деталь 24, на которой, со своей стороны, располагается мотор 28 и приводимый в действие посредством мотора 28 через приводной вал съёмник 6. Съёмник 6 при откинутой на несущую деталь 23 несущей детали 24 прилегает к перфорированной пластине 4 и может соскабливать там выходящий через перфорированную пластину 4 материал. Таким образом, в корпусе 1, при одновременном отведении посредством поданного через корпус 1 газового потока, могут образовываться гранулированные частицы.
Поворотная опора 25 для несущих деталей 23, 24 предусмотрена для обеспечения простой возможности проведения работ по техническому обслуживанию внутри корпуса 1 или для получения доступа к съёмнику 6 и к перфорированной пластине 4. В принципе, другая несущая деталь 24 также может быть осуществлена стационарной, а несущая деталь 23 может быть расположена на ней.
На несущей детали 23 посредством держателя 38 в её верхней зоне располагается трубопровод 3 для отвода газа в форме сужающейся трубы или канала с четырьмя расположенными в направлении потока кромками или прямоугольной поверхностью поперечного сечения, к которым примыкает переходная деталь 20 с участками 21, 22 стенки, заканчивающаяся круглым поперечным сечением. Участки 21, 22 стенки имеют, соответственно, тот же наклон, что и поверхности 7 или 10 боковых стенок трубопровода 3 для отвода газа.
В противолежащей трубопроводу 2 для подачи газа концевой зоне корпуса 1 образован или вставлен между корпусом 1 и трубопроводом 3 для отвода газа переходный корпус 100, который представляет собой переход от корпуса 1 к трубопроводу 3 для отвода газа. При откинутой несущей детали 24 переходный корпус 100 своей верхней или дальней от корпуса концевой окантовкой 29, или концевой поверхностью, или своим верхним поперечным сечением 29 отверстия прилегает к согласованной с этой концевой окантовкой или с этим поперечным сечением 29 отверстия начальной окантовке 39 или начальной поверхности, или к окантовке поперечного сечения, или к поверхности 39 поперечного сечения трубопровода 3 для отвода газа. Таким образом, посредством нагнетателя 30 через трубопровод 2 для подачи газа снизу в корпус 1 поданный газ может направляться через корпус 1 и переходный корпус 100 в трубопровод 3 для отвода газа, причём газ проходит мимо перфорированной пластины 4 и съёмника 6. Перфорированная пластина 4 входит в корпус 1 через отверстие 31 в передней стенке 17 корпуса 1. В принципе, перфорированная пластина 4 – как представлено – может передней стенкой 17 закрывать корпус или входить в корпус 1. Таким образом, выходящие из перфорированной пластины 4 нити материала могут отделяться посредством съёмника 6 и непосредственно захватываться газовым потоком.
К нагнетателю 30 присоединён ведущий к корпусу 1 трубопровод 2 для подачи газа. Как можно видеть на основании фиг. 2, боковые поверхности 8 стенки трубопровода 2 для подачи газа, которые располагаются перпендикулярно плоскости перфорированной пластины 4 или плоскости Е-Е разреза, или передней стенки 17 и задней стенки 18 корпуса 1, имеют относительно друг друга наклон под углом α1, причём вершина S этого угла α1 располагается на осевой линии между этими двумя поверхностями 8 стенок или на осевой линии 13 корпуса 1 или продольной оси симметрии корпуса 1. В представленном варианте осуществления угол α1 = 27°, а его вершина S располагается под осью ротора.
К обеим поверхностям 8 стенок трубопровода 2 для подачи газа примыкают боковые стенки 9 корпуса 1, которые по ходу потока расходятся и – если смотреть изнутри – на участке по ходу потока слегка выгибаются. В концевой зоне корпуса 1 по ходу потока корпус 1 демонстрирует между боковыми стенками 9 ширину в свету или расстояние b. В этой концевой зоне корпуса 1 встроен переходный корпус 100 в форме модуля.
Боковые поверхности 7 стенок трубопровода 3 для отвода газа образуют между собой угол α2, вершина которого располагается по ходу потока корпуса 1 или трубопровода 3 для отвода газа. Величина угла α1 больше, чем величина угла α2. Величина угла α2 составляет в представленном случае 19°.
В принципе, переходной корпус 100 представляет собой осуществлённый в форме модуля соединительный трубопровод между корпусом 1 и трубопроводом 3 для отвода газа. Поверхность для входа газа переходного корпуса 100 соответствует в направлении от поперечного сечения поверхности для выхода газа корпуса 1. Поверхность поперечного сечения расположенной по ходу потока концевой зоны переходного корпуса 100 соответствует поверхности F поперечного сечения присоединённого трубопровода 3 для отвода газа. В принципе, поверхности стенок переходного корпуса 100 могут располагаться по плоскости или, по меньшей мере, с частичным изгибом. В принципе, возможно также, чтобы противолежащие друг другу или все поверхности стенок переходного корпуса 100, по меньшей мере, частично имели такой же наклон, что и, соответственно, примыкающие поверхности стенок трубопровода 3 для отвода газа или соответствующие кромки поверхностей стенок переходного корпуса 100 и трубопровода 3 для отвода газа образовывали между собой такой же угол. В предпочтительном варианте поверхности стенок переходного корпуса 100 располагаются с изгибом от корпуса 1 к трубопроводу 3 для отвода газа или образованы с большим количеством сегментов частей стенок для формирования изогнутого трубопровода.
Переходный корпус 100 изготовлен в виде автономного конструктивного элемента или в виде модуля и располагается между корпусом 1 и трубопроводом 3 для отвода газа. Другие блоки устройства, к примеру, корпус 1, трубопровод 2 для подачи газа и трубопровод 3 для отвода газа, изготовлены также по типу модулей и затем собраны вместе. Переходный корпус 100 представляет собой, таким образом, модульно изготовленный соединительный трубопровод между корпусом 1 и трубопроводом 3 для отвода газа. Переходный корпус 100, таким образом, как и трубопровод 3 для отвода газа, является автономным конструктивным элементом на пути транспортировки гранулированных частиц.
Как демонстрирует фиг. 1, корпус 1 и переходный корпус 100 располагаются между трубопроводом 2 для подачи газа и трубопроводом 3 для отвода газа. При откинутой несущей детали 24 переходный корпус 100 располагается своей верхней концевой окантовкой 29 на согласованной с этим поперечным сечением отверстия начальной окантовке 39 трубопровода 3 для отвода газа. Газ или гранулы попадают, таким образом, от корпуса 1 не непосредственно в модуль трубопровода 3 для отвода газа, а должны сначала войти в переходный корпус 100 и полностью пройти через него. Лишь затем они входят в трубопровод 3 для отвода газа.
На фиг. 3 виден угол β1, который при ведущем к нагнетателю 30 трубопроводе 2 для подачи газа образуется двумя поверхностями 11 боковых стенок, расположенными перпендикулярно плоскости, проходящей перпендикулярно плоскости разреза Е-Е или плоскости перфорированной пластины 4. Угол β1 больше угла β2, который образуется двумя также перпендикулярно расположенным относительно этой плоскости Е-Е поверхностями 10 боковых стенок трубопровода 3 для отвода газа. Вершина угла β1 располагается по ходу потока трубопровода 2 для подачи газа в корпусе 1. Вершина угла β2 располагается против хода потока трубопровода 3 для отвода газа, а также против хода потока корпуса 1 в трубопроводе 2 для подачи газа. Величина угла β2 составляет в представленном случае 7,5°, величина угла β1 составляет 27°.
В процессе работы нагнетатель 30 приводится в действие посредством мотора 28 для нагнетателя и транспортирует газовый поток через трубопровод 2 для подачи газа в корпус 1, и этот газовый поток отводит отделённые съёмником 6 на перфорированной пластине 4 гранулированные частицы из корпуса 1 и захватывает их через переходный корпус 100 в трубопровод 3 для отвода газа. Эти частицы в форме гранул, колбасок или неравномерно сформированных элементов могут упрочняться в газовом потоке или при помощи газового потока. Это упрочнение может осуществляться посредством термического воздействия, к примеру, охлаждающего или высушивающего воздействия газового потока, или же также посредством индуцированных самим газовым потоком химических реакций.
Поперечное сечение или поверхность поперечного сечения корпуса 1 в своей по ходу потока концевой зоне демонстрирует в соответствии с фиг. 1 боковую кромку или зазор b между боковыми поверхностями 9 стенок, который находится в соотношении с характерной для перфорированной пластины 4 величиной d. Эта величина d, как поясняется далее более детально на фиг. 7, определяется положением, формой и количеством углублений 5, которые определяют поперечное сечение гранулируемого материала, так как на практике используемые для различных материалов перфорированные пластины 4 имеют неравномерно распределённые, и/или неравные по величине, и/или имеющие разные формы углубления 5, и/или различное количество этих углублений 5. Для установления величины d определяется общий центр тяжести FS поверхностей для всех имеющихся углублений 5. Далее для каждого углубления 5 определяется расстояние А центра тяжести S поверхности соответствующего углубления 5 от общего центра тяжести FS поверхностей. Установленные для всех имеющихся углублений 5 значения для расстояния А арифметически усредняются. Удвоенная величина среднего арифметического соответствует таким образом, величине d.
Как представлено на фиг. 7, в перфорированной пластине 4 расположено четыре углубления 5, соответственно, в угловых точках воображаемого прямоугольника. Каждое из этих углублений имеет в качестве центра тяжести S поверхности свою центральную точку, так как углубления имеют круглую форму. Общий центр тяжести поверхностей четырёх углублений 5 располагается по центру этих четырёх углублений 5 и обозначен как FS. Расстояние между этим общим центром тяжести FS поверхностей и отдельными углублениями 5 обозначен литерой А. Расстояние А для четырёх углублений 5, соответственно, одинаково, так что сумма, которая должна быть определена для среднего арифметического составляет 4 х А. После определения среднего арифметического, которое имеет величину А, выявляется, таким образом, зависящая от перфорированной пластины 4 величина d = 2 х А. Такой тип определения может также легко использоваться для имеющих эллиптическое поперечное сечение углублений 5 или для расположенных по кругу углублений 5. У неравномерно осуществлённых или имеющих различные формы углублений 5 для каждого углубления необходимо определять его собственный центр тяжести S поверхности и на основании суммы отдельных центров тяжести S поверхности тогда может быть определён общий центр тяжести FS поверхностей.
На фиг. 4 и 5 представлены перфорированные пластины 4, углубления 5 которых расположены в углах квадрата, причём следующе углубление 5 располагается в точке пересечения диагоналей этого квадрата. Величина d выявляется, таким образом, как длина диагоналей этого квадрата, в угловых точках которого располагаются центральные точки или центры тяжести поверхности круглых углублений 5. На фиг. 7 внизу такое расположение углублений 5 представлено более детально. Такое определение величины d относится также к перфорированной пластине 4 в соответствии с фиг. 1, которая имеет 5 углублений, и оснащена двумя крепёжными углублениями 41.
В представленном на фиг. 1 и 2 варианте осуществления ось концевой детали подающего или пластифицирующего блока 27 или ось экструдера, а также проходящая через общий центр тяжести FS поверхностей и перпендикулярно плоскости перфорированной пластины 4 осевая линия 12 перфорированной пластины 4 разрезают проходящую в продольном направлении осевую линию 13 корпуса 1. Для клейких материалов в качестве предпочтительного может выявить себя, однако, обстоятельство, когда внецентровое смещение перфорированной пластины 4 или её осевой лини 12 осуществляется относительно этой осевой линии 13 или сбоку от неё. Особенно при сильно липнущем материале имеется опасность, что отделённые частицы столкнуться друг с другом или войдут в контакт с поверхностью внутренних стенок корпуса 1 и останутся сцепленными друг с другом или прикрепятся к корпусу 1 и перекроют проход.
Поэтому, в качестве предпочтительного выявило себя обстоятельство, когда – как представлено на фиг. 4 и 5 – осевая линия 12 перфорированной пластины 4 или ось подающего или пластифицирующего блока 27 или центр тяжести FS поверхностей перфорированной пластины 4 смещены на расстояние с сбоку к осевой линии 13 корпуса 1. Это смещение осуществляется горизонтально или перпендикулярно направлению потока в плоскости параллельно перфорированной пластине 4. Однако, в зависимости от материала, возможно также, чтобы это смещение, в случае необходимости, в дополнение к осуществлённому перпендикулярно направлению потока смещению, осуществлялось также вертикально или же в направлении потока или против него.
Максимальное боковое смещение с зависит от величины d, причём на практике в качестве безоговорочно благоприятного выявил себя тот факт, когда предусмотрено, что с≤ 2,5 х d. Величина с выбирается в зависимости от материала и величины частиц, и может регулироваться. В представленном случае с = 0,9 х d.
Против хода потока или по ходу потока, или же вертикально вниз или вверх смещение может осуществляться на величину α ≤ 2,2 х d. В представленном на рассмотрение случае смещение по ходу потока осуществляется на величину α = 1,2 х d.
Боковое смещение в соответствии с фиг. 4 и 5 осуществлено в направлении, в котором располагаются направление 32 поворота съёмника 6 и направление течения газового потока через корпус 1 в том же направлении.
Если смещение осуществляется перпендикулярно или в направлении потока, то выявляется вектор смещения, который имеет наклон под углом γ к продольной осевой линии 13, как можно видеть на фиг. 5. Вектор смещения выбирается в зависимости от материала.
Ось подающего или пластифицирующего блока 27 и осевая линия 12 перфорированной пластины 4 в представленных вариантах осуществления совпадают. Общий центр тяжести FS поверхностей располагается на этой оси или на осевой линии 12 перфорированной пластины 4.
Осевая линия 13 корпуса 1 совпадает с осевой линией трубопровода 2 для подачи газа, и/или переходного корпуса 100, и/или трубопровода для отвода газа.
Фиг. 6 демонстрирует пути выходящих через перфорированный диск 4 и отделённых съёмником 6 гранулированных частиц в корпусе 1 и в трубопроводе 3 для отвода газа. Можно видеть, что частицы либо сразу же транспортируются по ходу потока, либо после довольно небольшого перемещения, вызванного работой съёмника 6, захватываются газовым потоком против направления его движения. Далее можно видеть, что бóльшая часть частиц проходит неизменными траекториями 60, то есть без столкновений с внутренней стенкой корпуса или с внутренней стенкой трубопровода. В частности, в зоне, которая примыкает непосредственно к выходу гранулированных частиц из перфорированной пластины 4, и которая важна для просушки частиц, можно видеть очень мало столкновений частиц. Отдельные отделённые гранулированные частицы следуют по самостоятельным траекториям и столкновений с другими гранулированными частицами почти не происходит.
Переходный корпус 100 изготавливается в виде автономного конструктивного элемента или в виде модуля и монтируется между корпусом 1 и трубопроводом 3 для отвода газа. Также и другие блоки, такие как корпус 1, трубопровод 2 для подачи газа и трубопровод 3 для отвода газа могут быть осуществлены в модульном исполнении и собраны вместе.
Как, в частности, можно заимствовать из фиг. 1, 2 и 3, предусмотрено, что концевая поверхность или концевая окантовка 29, или же концевая поверхность переходного корпуса 100 и начальная окантовка или начальная поверхность 39 трубопровода 3 для отвода газа имеют одинаковый наклон к продольной или осевой линии, или к плоскости Е-Е перфорированной пластины 4. Концевая окантовка или концевая поверхность 29 переходного корпуса 100, а также поверхность F поперечного сечения периферии трубопровода 3 для отвода газа имеют наклон под углом δ = 70° к осевой линии или к плоскости перфорированной пластины 4, причём угол δ открывается в направлении к подающему или пластифицирующему блоку 40 или к несущей детали 23. Тем самым, при повёрнутых несущих деталях 23, 24 обеспечивается непрерывность газового потока и герметичность установки.
В представленном на фиг. 2 варианте осуществления длина L1 переходного корпуса 100 составляет 75% от длины L2 корпуса 1. Длина переходного корпуса 100 измеряется по осевой линии 13, и притом в плоскости B-B, которая проходит перпендикулярно плоскости Е-Е перфорированной пластины 4.