[发明专利]用于制造聚烯烃的高速直接驱动的旋转设备

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及用于生产聚合物的设备和方法。更具体 地，本发明的实施例涉及用于使用高速直接驱动的旋转设备挤出聚烯烃的 设备和方法。

背景技术

很多商用聚烯烃颗粒化生产线的主要装备是连续混合器。连续混 合器和挤出机的区别在于，连续混合器通常仅用于熔融和混合树脂，而挤 出机进一步产生压力，以使熔融的树脂通过一个模具。和挤出机一样，连 续混合器有一个或多个螺杆。

双螺杆混合器不同于其它混合器的普遍特征在于旋转的相对方 向以及转子相互啮合的程度。具有以相同方向旋转的转子的双螺杆混合器 是同向旋转的双螺杆混合器。当转子以相对的方向旋转时，机器为异向旋 转混合器。相互啮合的程度从完全相互啮合到部分相互啮合，到没有啮合 或切线啮合之间变化。和具有由双螺杆挤出机料筒支撑并由聚合物润滑的 旋转螺杆的双螺杆挤出机相比，具有由外部的油润滑的轴承完全支撑的旋 转螺杆的连续混合器被认为是一种较为可靠且坚固的混合器。

连续混合器尤其普遍用于聚烯烃的生产，并典型地用于与齿轮泵 连接，以达到压力需求，使熔融的聚合物通过一个模具。这样，通过混合 器和齿轮泵的速度必须一致。典型地，齿轮减速器被连接到混合器电机和/ 或齿轮泵电机，以控制各自的电机速度以及生产量，使得机器可按协调的 速率运作。例如参见美国专利4,032,391；4,336,213；4,452,750；5, 458,474以及5,728,335。这种额外的部件很贵，需要维修时间、费用 以及消耗能量，且通常效率低。而且，这种部件在生产车间内需要很大的 空间。

文献中描述了直接驱动挤出机。例如参见美国专利4,249,877； 4,741,264以及2003/0012838 A1。然而，直接驱动的连续混合器还没有 引入，且不具有使用直接驱动混合器和齿轮泵的颗粒化系统。如上面所提 及的，连续混合器的设计者面对所有不同于挤出机的设计准则以及操作的 需求。因此，需要有一种可靠的连续混合器和齿轮泵，其无需齿轮减速来 操作，减少了资本、维修以及操作费用。

发明内容

本发明提供了一种用于挤出聚合物的设备和方法。在至少一个具体实 施例中，该设备包括：一个腔筒；两个或多个至少部分放置在所述腔筒内 的旋转部件，每个旋转部件具有一个与之相连接的轴；以及一个电机，其 具有一个与所述旋转部件的至少一个的轴直接连接的驱动轴，从而，所述 旋转部件以所述电机的驱动轴的速度旋转。旋转部件优选为非啮合 (non-intermeshing)的，且异向旋转。

在至少另一个具体实施例中，该设备包括第一腔筒，在其中容纳 有两个或多个螺杆。第一电机直接连接两个或多个螺杆中的至少一个，并 适于旋转两个或多个旋转螺杆。该设备配有第二腔筒，其与第一腔筒流体 连通。第二腔筒包括两个或多个放置其中的齿轮。第二电机直接连接两个 或多个齿轮中的至少一个，并适于旋转两个或多个旋转齿轮。

在至少另一个具体实施例中，用于生产聚烯烃的方法包括，引导 聚烯烃穿过双螺杆挤出机或连续混合器，以提供熔融的聚合物，其中，双 螺杆挤出机或连续混合器包括：一个腔筒，其具有放置其中的两个或多个 螺杆；以及一个电机，其直接连接两个或多个螺杆中的至少一个，并适于 以约450，514，600，720，900，1200rpm或以上的速度旋转螺杆。 可在第一腔筒的熔融聚合物内加一种或多种添加剂。混合所述熔融的聚合 物以及所述的一种或多种添加剂，以提供一混合的聚合物，该混合的聚合 物具有在其中至少部分分散的一种或多种添加剂。将混合的聚合物导入齿 轮泵，齿轮泵包括：一个腔筒，其中放置有两个或多个齿轮；以及一个电 机，其直接连接两个或多个齿轮中的至少一个，并适于以约10rpm至约 1200rpm的速度旋转一个或多个齿轮。然后，在所述齿轮泵内给所述混合 的聚合物加压，以将所述混合的聚合物用于进一步处理。

在至少另一个具体实施例中，该方法包括：向双螺杆连续混合器 提供聚烯烃颗粒，所述双螺杆连续混合器包括：一个腔筒，其具有放置其 中的两个或多个非啮合的旋转部件，每个旋转部件具有一个与之相连接的 轴；以及一个具有驱动轴的电机，所述驱动轴直接连接至所述两个或多个 旋转部件中的至少一个部件的轴。在没有齿轮减速的情况下，以所述电机 的驱动轴的速度异向旋转所述两个或多个旋转部件。聚合物颗粒在所述腔 筒内熔融，以提供聚合物熔体，所述聚合物熔体穿过所述腔筒前行。