[发明专利]动态混合泵

说明书

技术领域

本发明涉及用于将添加剂掺和到待泵抽介质中的设备。

背景技术

当今存在用以将两种或两种以上高粘度和/或低粘度材料混合的各种技术，包括使用单螺杆或双螺杆挤出系统或注射系统与静态混合器的组合。

在挤出机中混合粘性材料具有若干缺点，包括需要对螺杆进行设计并安装具有适当设计的螺杆以获得适当混合。另一缺点是由于螺杆的大小和长度而在从一组材料转换到一组不同材料时需要时间来清洗挤出机。为了确保适当混合，螺杆必须足够长，但这意味着在清洗螺杆时需要更多时间且浪费更多材料。并且，在某些情况中，在挤出机中相对较长的停留时间对于某些材料来说可能不是所希望的。

在一些情况中，可通过(例如)液体定量给料设备将添加剂定量配给到挤出机的熔体流中。这需要建构穿过挤出机机筒的熔体沟道。然而，在试图升级现有设备时，这并不实际。改造现有挤出机将会是一项复杂且成本高的工作，会造成机器操作时间的大量损失。

在又其他情形中，使用排气式挤出机。挤出机以及其螺杆的设计通常使得在有效排气系统继续操作的同时确保对添加剂流的适当注射和混合是不实际的。另一方面，排气系统需要保持运转以便抽出非所希望的挥发物(例如，空气、湿气、低聚物等)。

有一些系统是在挤出机下游添加添加剂流。举例来说，这样的流可以在挤出机与静态混合器之间引入。然而，在一些情况中，可能没有足够的底板空间可用来安装合适的注射系统和静态混合器。此外，在一些情况中，例如，当引入发泡剂时，由静态混合器引起的高压降不是所希望的。

在塑料生产领域中，需要通过将添加剂添加到熔体来改善、更改或增强塑料的性质。塑料加工领域中的另一趋势是泡沫塑料的挤出。可通过将物理或化学起泡剂(或这两者的组合)添加到熔体来实现发泡。重要的是起泡剂以及待添加的任何添加剂(例如成核剂)要尽可能均匀地分布在熔体中。通常，添加在20℃下的压力绝对高于75巴的物理起泡剂(例如N₂或CO₂)(处于流体状态，例如超临界流体以保证混合成单相)。通过这样做，会降低熔体的粘度。此外，混合导致了非所希望的熔体温度升高。为了如所述般掺和添加剂，已使用静态混合器。这些静态混合器的一个缺点是因为在挤出方向上需要伸长使它们占据比较大的区域。通常，由于挤出方向上的空间约束使得对设施进行改造以包括静态混合器变成不可能。静态混合器也带来相当大的压降，这在许多工艺中变成限制因素。并且，静态混合器上游的较高压力招致使混合元件坍塌的风险。一些挤出机可能不能够在上游积累这些较高压力。

此外，重要的是，在挤出工具的出口处发生大幅压力减小，以实现所希望的成核以及受控的泡孔膨胀。在静态混合器的情况中，当熔体经过混合器时，消耗了压力。通常，这在挤出工具的出口处导致过低压力。这样导致产品的不规则发泡。将挤出机与静态混合器一起使用的另一特征是通过输送机轴的扭矩来调整并耦合工艺步骤。

EP1268624B1描述了用于在使用物理起泡剂的情况下挤出特定泡沫的挤出生产线。将树脂和任选成核剂馈入到具有混合头、静态混合器、齿轮泵以及模具的挤出机中。经由挤出机的注射阀注射物理起泡剂。将最终所得的泡沫板拉伸和压缩并且卷绕以形成发泡板的卷。这种装置的缺点是因为在挤出机下游的生产线中并入两个静态混合器(IX)而在挤出方向上具有大空间要求。

使用动态混合器替代静态混合器也是已知的，但是它们都需要有另一驱动器用于动态混合器，且将动态混合工艺并入到生产线工艺中是复杂且麻烦的。-(Michaeli W.；Hildebrand,T.；Schumacher,H.；physikalischesmit Standard Extrudern；Kunststoffe11/2008；Karl Hanser Verlag,München)。

发明内容

本发明的目标是克服现有技术的缺点。明确地说，本发明的目标是提供一种使得能够挤出具有十分均匀的添加剂的介质且安装和维护起来较不复杂的设备。提供一种用于挤出塑料的成本划算、节省空间和能量、便于使用且可靠的装置，所述装置实现了高混合性能且通过额外热移除而保持熔体温度受控。

这个目标通过根据权利要求1的设备来解决。在附属权利要求以及以下描述中界定优选实施方案。