[发明专利]用于制造塑料颗粒、挤出型材或成型件的设备及其熔体泵

说明书

本发明涉及一种用于制造塑料颗粒、挤出型材或成型件的设备，所述设备包括：用于产生塑料熔体的螺旋式机器、为将塑料熔体挤压通过模具而建立压力的熔体泵(2)、以及用于形成颗粒、挤出型材或成型件的模具，其中熔体泵(2)构造成与螺旋式机器分离且具有自己的驱动装置(5)。用于制造塑料颗粒、挤出型材或成型件的这种设备中，螺旋式机器在没有增压单元的情况下也够用，且这种设备由此实现了，塑料熔体被以无压或近似无压的方式从螺旋式机器传递至熔体泵(2)。

本申请是申请号为No.201380019926.9的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2013年6月24日，发明名称为“用于制造塑料颗粒、挤出型材或成型件的设备及其熔体泵”。

技术领域

本发明涉及一种用于制造塑料颗粒、挤出型材或成型件的设备以及用于该设备的熔体泵，该熔体泵用于在能流动的介质——尤其是塑料熔体——中建立压力以使所述介质被挤压通过模具。

背景技术

为了制造塑料微粒，首先在聚合过程中由不同的原料在螺旋式机器产生塑料熔体。当然，塑料微粒也可理解为一种由可再生的原料、例如蛋白质制成的微粒。这种螺旋式机器可以是混料机、挤出机或螺旋混合器或类似的用于制造塑料熔体的设备。

例如，由EP 0 564 884A1已知一种螺旋式机器，其中不同原料借助于同步运转的螺旋轴彼此混合并揉搓，直至存在能流动的塑料熔体。

为了制造例如随后在注塑机中继续加工的塑料颗粒，塑料熔体在直至30bar的压力下被挤压通过模具，此处是孔板。为了制造塑料型材或塑料成型件，必须把塑料熔体以挤压法借助于直至300bar的压力挤压通过相应的挤压模具或成型模具。

像从EP 0 564 884A1已知的，塑料熔体可以从螺旋式机器传输至齿轮泵，该齿轮泵例如像由DE-OS 38 42 988已知的，并从该齿轮泵被压过或挤压通过模具，以便得到期望的颗粒、型材或成型件。

然而，独立的齿轮泵具有如下缺点：齿轮泵由于自身的驱动装置和必要的自身的控制设备而制造昂贵。具有自身驱动装置的齿轮泵的另一个问题在于，尤其在直至50转/分的低转速下由于结构类型而产生脉动，并进而在泵入口处存在微小的预压力。尽管齿轮泵在相邻齿轮的齿彼此接触时是密实的，然而当塑料熔体被传输至模具时，不是所有的塑料熔体都被挤压通过模具。这些留下的塑料熔体随后被齿轮带回泵入口，在那里形成了相应的预压力。然而因为该预压力不稳定，而是仅以一定的脉冲类型的间距出现，所以存在脉动。为了克服该脉冲类型的预压力，熔体必须借助于相应的压力传输，这使得在螺旋式机器末端需要建立足够的压力。

另外，也经常使用具有自身的驱动装置的单螺杆泵取代齿轮泵。然而对单螺杆泵来说，基于结构类型在泵入口处存在明显的预压力，该预压力必须由螺旋式机器克服。

因此，使用齿轮泵或单螺杆泵仅具有缩小螺旋式机器的增压单元的优点，而不能完全放弃增压可能性，因为仍须克服所存在的预压力。

齿轮泵和单螺杆泵的另一个缺点在于，在结束使用之后，在齿轮之间或在螺纹中残留有塑料熔体且必须费力地清洁齿轮泵或单螺杆泵。

EP 0 564 884 A1公开了，齿轮泵被集成在螺旋式机器中，从而由唯一的驱动装置来驱动螺旋轴和安置在其上的齿轮泵。这样做的优点是：借助于与螺旋轴同样大的转速来运行齿轮泵并进而使脉动降至最低。

由EP 1 365 906 B1公开了一种具有集成的螺杆泵的双螺杆挤出机，其中在同步运转的螺旋轴上安置有两个产生增压的螺杆元件。由于确定的螺杆几何形状，在螺杆元件之间形成腔室，腔室实现了塑料熔体的容积强制输送，从而实现了建立压力。然而无论在根据EP 0 564 884 A1的螺旋式机器中，还是在根据EP 1 365 906 B1的双螺杆挤出机中都需要，增强整个设备的驱动装置，因为在此必须由驱动装置同时为增压和混合揉搓过程提供力和能量。因此，必须设置更强大的电机和相应增强的传动机构、轴、壳体等。