专利名称：挤压出材料的方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及挤压出材料的方法，用该方法，以一种设备把材料挤压出来，该设备包括至少一个转动体和至少一个定子，转动体与定子均包括槽，从而，当转动体转动时，该槽就使材料穿过该设备而移动。
本发明还涉及挤压出材料的设备，该设备包括至少一个可转动的转动体和至少一个定子，转动体与定子均包括槽，从而，当转动体转动时，槽就使材料穿过该设备而移动。
WO97/21532号专利公开了一种设备，该设备包括一个布置在两个定子之间的圆锥形转动体。在转动体和/或定子中布置了螺旋形的槽，用于在转动体转动时，把可挤压出的材料，从挤压机中挤压出来。另外，转动体还带有开口，经由该开口，可挤压出的材料的至少一个部分就被安排得流动了。该公开件还提出了一个方案，按照该方案，转动体和定子均带有槽，该槽用于混合可挤压出的材料。该设备使可挤压出的材料均匀并混合它。然而，该设备并非总是把该材料充分有效地融化。另外，该设备在处理废渣材料时，效率很差。
WO99/11374号专利公开了一种方法和一种设备，用于处理废渣材料。该设备包括一个布置在定子之间的圆锥形的可转动转动体。定子带有槽，在转动体3转动时，该槽把材料从设备中排放出来。转动体带有开口，材料被安排得穿过该开口。开口及槽的边缘是锐利的，从而，当废渣材料被喂送进设备中而穿过开口时，锐利的边缘就磨碎该材料。此种设备处理起废渣材料来极为有效。然而，该设备很复杂，且材料流的行进及操纵，要求尺寸精确，并要求用户经验丰富。
本发明的目的是，提供一种有效地融化并处理可处理材料的方法及设备。
本发明所提供的方法，其特征在于彼此面对着的转动体和定子的表面，其横截剖面为波状的，且转动体及定子的槽，被布置得使槽的深度在波峰处为最大，而在波谷处槽的深度为最小，且在转动体中，波谷处于定子的波峰处，反之亦然，从而，材料就交替地从转动体的槽中移动到定子的槽中，然后移动回来。
本发明的设备，其特征在于彼此面对着的转动体和定子的表面，其剖面为波状的，且转动体及定子的槽，被布置得使槽的深度在波峰处为最大，而在波谷处槽的深度为最小，且在转动体中，波谷处于定子的波峰处，反之亦然，从而，材料就交替地从转动体的槽中移动到定子的槽中，然后移动回来。
本发明的基本思想是，彼此面对着的转动体和定子的表面，其剖面为波状的，且转动体及定子所带的槽，使得槽的深度在波峰处为最大，而在波谷处槽的深度为最小。另外，在转动体中，波谷处于定子的波峰处，反之亦然，从而，材料就交替地从转动体的槽中移动到定子的槽中，然后移动回来。转动体与定子之间的波状表面，使得当材料从转动体的槽向定子的槽移动以及从定子的槽向转动体的槽移动时，该材料被剪切。该设备具有极为良好的融化及混合效率，且它还能够用来有效地处理废渣塑料以及不可融化的或难以融化的材料。该设备的产量也非常优良。推荐实施例的思想在于彼此面对着的转动体和定子的表面，其剖面为锯齿形的波状的，从而，整个设备例如就便于机加工。第二推荐实施例的思想在于转动体及定子槽的倾斜角度，被安置得使处在槽的纵向轴线之间的该角度，小于90°。这样，就使槽的剪切效果特别好，且该设备具有极为良好的融化、磨碎及混合的性能。第三推荐实施例的思想是任何一方的槽的倾斜角度约为90°，从而，该设备的产量极为良好。第四推荐实施例的思想是转动体的槽和定子的槽，是顺着相同的方向倾斜的，但它们的倾斜角度却不同，从而，倾斜角度较宽的槽就决定了净流(net flow)的方向，且在较低坡度的倾斜角度的槽中，材料的流动是朝后的。这样，就使材料在设备中的停留时间较长，且因此就使该材料能得到较为有效的处理。然而，槽的纵向轴线之间的角度很尖锐，使得该设备的融化及混合性能极为良好。第五推荐实施例的思想是槽的剖面，顺着纵向方向是平坦的。这种方式就使槽很空阔，便于大量流动(mass flow)，使得设备的产量良好。
图1是本发明的设备的概略侧剖视图；图2是图1所示设备中转动体的侧视图；图3是第二实施例的转动体的一部分的侧视略图；图4是第三实施例的转动体的一部分的侧视略图；图5是顺着纵向轴线截取而绘制的槽的概略剖视图；图6是顺着纵向轴线截取而绘制的槽的概略剖视图；图7是一个实施例的转动体的槽的平视略图；图8的平视图，显示以图7所示者相同方式而搁置的一个实施例的定子的槽。
图1是本发明的设备的概略侧剖视图。该设备包括一个内定子1和一个布置在内定子之外的外定子2。至少内定子1的外表面和外定子2的内表面，为收敛锥形的形状。形状为收敛锥形的转动体3，被布置在内定子1与外定子2之间。转动体3被布置得在内定子1与外定子2之间可转动地移动。转动体3随着电机5转动。电机5例如可以是液压电机或电动电机，或任何其他本身完全已知的以及适合于此目的的电机。电机5被布置得以齿轮系统4而旋转转动体3。齿轮系统4使转动体3的转动速度按要求而调节。然而，例如当使用电动电机时，由于可以用本身完全已知的方式来调整电机5的转动速度，就能容易地调节转动体3的转动速度，所以，齿轮系统4是不必要的。
该设备还带有供应管道6，所要处理的材料被沿着该管道喂送给该设备。喂送给供应管道6的材料，以喂送装置7来供应。喂送装置7例如可以是一根喂送螺栓或一个泵，或者任何其他本身完全已知的装置。供应给供应管道6的材料，其流率可借助于喂送装置而调节。
要处理的材料，从供应管道6流出，该管道在转动体3外面，材料流向转动体3外面的槽8。由于转动体3的转动，被喂送的材料被分布在转动体3周围。当转动体3转动时，转动体3的槽8中的材料，从该设备中朝外流，即朝向图1中的上方流动。面对着定子2的转动体3的表面，被布置为波状的。在图1所示实施例中，该表面为锯齿形的波状的，即有角的或有台阶的。这种表面，例如易于加工。在图1中，以虚线显示了槽的底部。槽8底部的形状，不同于表面的波状形状，且最好基本上为笔直的。在此情况下，转动体3中的槽8的深度，在波峰处达到最大。在波谷处，槽8的深度约为零。最外边的定子2，包括对应的槽9，该槽的底部可以基本上是笔直的。由于最外边的定子2的表面为波状形状的缘故，最外面的定子2的槽的深度，也是在最大值与零之间变化的。因此，最大值处于定子2表面的波峰处，且槽9的深度在波谷处约为零。转动体及定子的波状形状，形成得使定子中的波谷，处在转动体表面的波峰处，且定子表面的波峰处在转动体表面的波谷处。在此情况下，槽8和9的深度，变化得使波谷处的槽的深度约为零，从而，槽中所有的材料，基本上都是从转动体的槽8移动到定子的槽9，且相似地，当材料进一步流动时，就从定子的槽9流向转动体的槽8，等等。
材料也可以沿着转动体3里面的供应管道6，供应给转动体3的里面。转动体3里面带有如同其外面上同样种类的槽8，且相似地，内定子1带有外定子2所带同样种类的槽9。
当材料从一个槽流向另一个槽时，它就有效地在转动体与定子之间被剪切或切割，且该设备因此具有极为良好的融化及混合效率。不可融化材料通常被置于槽的中部区域，但是当材料从转动体的槽流向定子的槽，以及与此相反时，转动体的槽及定子的槽的边缘就切断材料流，从而，剪切不可融化材料的那种加工，就被导向该材料流。该设备还能极为有效地处理常规的塑料例如聚乙烯和聚丙烯，使得该塑料容易融化。该设备的产量极好。另外，该设备还能处理难以融化的或完全不可融化的材料。此种极难处理的材料，通常包括交联的聚乙烯PEX、玻璃、橡胶，以及废渣塑料和其他废渣材料。从而，该设备也能融化难以融化的材料，并把不可融化的材料磨碎并剪切好，使它们有效地与其他材料混合，因此就不削弱成品的性能；相反，在某些情况下，成品的性能，甚至比完全用原料制成的产品还好。符合本发明的挤压机，还能用于例如处理食品材料，可使该材料中的任何骨骼被剪切好。
例如，以图1所示方式，该设备可在定子2中配有加热装置10，以用来加热该设备而便于更为有效地融化所处理的材料。在图1中，加热装置10被安置在外定子2中，但加热装置也容易被安置在内定子1中。加热装置10最好安置在该设备的供应区即供应管道6附近，从而，材料在供应区的很早期阶段就融化了。
图2是本发明的设备的转动体3的侧视图。在图2中，实线代表转动体3外面的槽8，而虚线代表外定子里面的槽9。图2还显示了槽8和9的纵向轴线A。为清晰起见，图2仅显示了一些转动体槽8，且仅仅部分地显示了定子的一条槽9。槽8和9的倾斜角度或上升角度，被布置得使槽8和9的纵向轴线A之间的角度β，小于90°。在此情况下，槽8和9形成的剪切效果，极为有效。纵向轴线A之间的角度β最好小于60°，且更好是小于30°。在供应区中，纵向轴线A之间的角度β也可大于90°，从而，槽的剪切效果就不如用锐角的那样好，但是，由于是钝角的缘故，在供应区中，该设备就产生了压力，该压力把要处理的材料压出该设备之外。上述钝角显示在图3中。为清晰起见，图3仅显示了转动体的一条槽8和定子的一条槽9。另外，为清晰起见，设备的槽8和9是线性显示的。在图2与图3中，转动体3顺着箭头B所指方向转动。材料流的移动率，被处置得小于转动体3的转动速度。以此方式，材料就从一条转动体槽8流向多条定子槽9，反之亦然。
图4显示了一个方案，在该方案中，转动体槽8和定子槽9被顺着同一个方向布置，但却处于不同的倾斜角度上。图4的显示，如同图3中那样是简化了的。因此，槽的纵向轴线A之间的角度β很尖锐，从而，剪切效果极好。当转动体3顺着箭头B所示方向转动时，转动体槽8就把材料朝着箭头C所示方向，往上移动。材料在定子槽中如箭头D所示那样被往下传送，但由于转动体槽8的倾斜角度大于定子槽9的倾斜角度，该设备就产生净流。当材料在定子槽9中如箭头D所示那样往回流动时，材料的停留时间极长，从而，材料就能得到极为有效的加工。
图5显示顺着纵向轴线看去的槽8的剖面。槽8的剖面是平坦的，从而，大量流动(mass flow)的体积就很大。这样，就使该设备的产量，好于该剖面是半圆形时的情况。槽8和9的边缘，能被处置为例如陡峭的，使得槽8、9的边缘的切线，与转动体表面或定子表面之间的角度约为90°，从而，转动体边缘或定子边缘就使材料在转动体与定子之间被有效地剪切。
图6显示了一种方案，在该方案中，槽之间的峰脊11是倾斜的，且转动体与定子之间的间隙，使得材料可从邻接的槽8，依照图6中箭头所指方向流向另一条槽。在此情况下，流过峰脊11的材料，就受到磨碎效应的影响，该效果极为有效地作用于材料。当材料流过峰脊时，也受到伸展效应的影响。此外，如果按要求，或者不采用转动体槽8之间的峰脊11，那么，可以在定子槽9之间的峰脊12中形成斜角。
图7是转动体3的槽8的平视略图。槽8之间的峰脊11，在锥形转动体3的根部末端处，宽于转动体3的顶尖。在此情况下，峰脊3在转动体根部末端处比在转动体顶尖处，产生了较多的摩擦热，以融化塑料。然而，槽8的宽度沿着其整个长度基本上是恒定的。
图8显示图7所示那种面对着转动体的定子槽9，该图是如同图7所示情况那样的平视图。槽9的倾斜角度δ1，即上升角度，也就是纵向轴线A与设备的横向方向E之间的角度，约为90°。在图7中，转动体槽8的倾斜角度也相当宽，例如宽约60°。在此情况下，槽的纵向轴线A之间的角度β也相当尖锐，因此，设备的剪切效果极好。在该方案中，设备的产量也极好。定子槽9之间的峰脊12，在定子的根部末端处，比起在定子顶尖处，也可以更宽些，即靠近供应区。换言之，这种方式，使得峰脊在供应区中比在定子顶尖处产生较多的摩擦热量。定子槽9从根部末端朝向顶尖也是狭窄的。
本发明可作为常规的挤压机，用来融化及混合正常的塑料，并用来生产挤压产品。所要生产的产品，例如可以是管子，且该设备可用来例如涂覆电缆。另外，该设备适合于用来进行即时浇注，从而，材料就能含有例如填充物。本发明也可被采纳为即时合成器，从而，使该设备用于直接生产包含不同材料的产品。该设备可以包括多个喂送装置，例如用来向设备喂送不同的材料。例如，可以用一个喂送装置来喂送聚丙烯，而用另一个喂送装置来喂送碳酸盐，从而，使该设备生产由这些材料混合的产品。该设备还可尤其优良地处理废渣塑料，例如处理交联的聚乙烯PEX或塑料，包括玻璃。在本发明的设备中，不可融化的废渣塑料也能被磨成小颗粒。
各幅图纸及相关的说明，仅仅是为了表明本发明的思想。本发明的细节，在权利要求的范围内，可以有变化。相应地，该设备可以包括一个以上的转动体和两个以上的定子。然而，本发明的方案，也能以一个转动体和一个定子来实施。转动体和定子可以是筒形的，但最好是使要它们彼此抵靠的表面至少为锥形的。当采用筒形转动体及定子时，至少转动体3和外定子2，由两个或更多个部分组成，以便能使转动体和定子彼此安装在对方之内。锥形方案，便于通过调节转动体与定子之间的距离，来调节间隙。转动体与定子之间的间隙，可以很大。例如，该间隙可为0.5mm，而设备依然运行得很好。顺着中央轴线的方向，锥形设备能造得相当短。另外，锥形转动体与中央轴线之间的角度，可设置得很宽。该角度因此就可以宽于30°，且融化及混合的效率依然很充分。例如在制造多层锥形挤压机时，该角度的大小是重要的。此外，定子及转动体的表面，其波状剖面并非定要是有角的，尽管具有锯齿形波状剖面的表面最容易制造。
权利要求
1.一种挤压出材料的方法，按该方法，材料被用一种设备挤压出来，该设备包括至少一个转动体(3)和至少一个定子(1、2)，转动体(3)和定子(1、2)包括槽(8、9)，从而，当转动体(3)转动时，槽(8、9)使材料穿过该设备而移动，其特征在于彼此面对着的转动体(3)和定子(1、2)的表面，具有波状剖面，且转动体(3)及定子(1、2)的槽(8、9)被布置得使槽(8、9)的深度在波峰处为最大，而在波谷处槽的深度为最小，且在转动体(3)中，波谷处于定子(1、2)的波峰处，反之亦然，从而，材料就交替地从转动体(3)的槽(8)中移动到定子(1、2)的槽(9)中，然后移动回来。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在波谷处，槽(8、9)的深度约为零，从而，所有的材料，基本上都是从转动体(3)的槽(8)移动到它所面对的定子(1、2)的槽(9)，反之亦然。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于彼此面对的转动体(3)及定子(1、2)的表面，其剖面为锯齿形的波状的。
4.根据以上权利要求中任一项要求所述的方法，其特征在于槽(8、9)底部的形状，基本上是笔直的。
5.根据以上权利要求中任一项要求所述的方法，其特征在于槽(8、9)的倾斜角度，被处置得使槽(8、9)的纵向轴线(A)之间的角度小于90°。
6.根据以上权利要求中任一项要求所述的方法，其特征在于槽(8、9)的倾斜角度，被处置得使供应区中槽(8、9)的纵向轴线(A)之间的角度超过90°，且使供应区之后的该角度小于90°。
7.根据以上权利要求中任一项要求所述的方法，其特征在于转动体槽(8)或定子槽(9)中一者的倾斜角度，被处置得约为90°。
8.根据权利要求1至6所述的方法，其特征在于转动体槽(8)及定子槽(9)，是顺着相同的方向倾斜的，但它们的倾斜角度却不同，从而，倾斜角度较宽的槽(8、9)就决定了净流的方向，且在较低坡度的倾斜角度的槽(8、9)中，材料的流动是朝后的。
9.根据以上权利要求中任一项要求所述的方法，其特征在于槽(8、9)的剖面，顺着纵向方向是平坦的。
10.根据以上权利要求中任一项要求所述的方法，其特征在于至少彼此抵靠的转动体(3)及定子(1、2)的表面，为收敛锥形的形状。
11.一种挤压出材料的设备，该设备包括至少一个转动体(3)和至少一个定子(1、2)，转动体(3)和定子(1、2)包括槽(8、9)，从而，当转动体(3)转动时，槽(8、9)使材料穿过该设备而移动，其特征在于彼此面对着的转动体(3)和定子(1、2)的表面，具有波状剖面，且转动体(3)及定子(1、2)的槽(8、9)被布置得使槽(8、9)在波峰处为最大深度，而在波谷处槽为最小深度，且在转动体(3)的波谷处于定子(1、2)的波峰处，反之亦然，从而，材料就交替地从转动体(3)的槽(8)中移动到定子(1、2)的槽(9)中，然后移动回来。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于在波谷处，槽(8、9)的深度约为零，从而，所有的材料，基本上都是从转动体(3)的槽(8)移动到它所面对的定子(1、2)的槽(9)，反之亦然。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于彼此面对的转动体(3)及定子(1、2)的表面，其剖面为锯齿形的波状的。
14.根据权利要求11至13中任一项要求所述的设备，其特征在于槽(8、9)底部的形状，基本上是笔直的。
15.根据权利要求11至14中任一项要求所述的设备，其特征在于槽(8、9)的倾斜角度，被处置得使槽(8、9)的纵向轴线(A)之间的角度小于90°。
16.根据权利要求11至15中任一项要求所述的设备，其特征在于槽(8、9)的倾斜角度，被处置得使供应区中槽(8、9)的纵向轴线(A)之间的角度超过90°，且使供应区之后的该角度小于90°。
17.根据权利要求11至16中任一项要求所述的设备，其特征在于转动体槽(8)或定子槽(9)中一者的倾斜角度，被处置得约为90°。
18.根据权利要求11至16中任一项要求所述的设备，其特征在于转动体槽(8)及定子槽(9)，是顺着相同的方向倾斜的，但它们的倾斜角度却不同，从而，倾斜角度较宽的槽(8、9)就决定了净流的方向，且在较低坡度的倾斜角度的槽(8、9)中，材料的流动是朝后的。
19.根据权利要求11至18中任一项要求所述的设备，其特征在于槽(8、9)的剖面，顺着纵向方向是平坦的。
20.根据权利要求11至19中任一项要求所述的设备，其特征在于至少彼此抵靠的转动体(3)及定子(1、2)的表面，为收敛锥形的形状。
21.根据权利要求11至20中任一项要求所述的设备，其特征在于在槽(8、9)之间，布置了峰脊(11、12)，至少其中一些峰脊是沿着它们的长度部分而倾斜的，以便使材料从一条槽(8、9)流动到邻接的槽(8、9)。
全文摘要
挤压出材料的方法及设备，该材料被用一种设备挤压出来，该设备包括至少一个可转动的转动体(3)和至少一个定子(1、2)，转动体(3)和定子(1、2)包括槽(8、9)，从而，当转动体(3)转动时，槽(8、9)使材料穿过设备而移动。彼此面对着的转动体(3)和定子(1、2)的表面，其剖面为波状的，且槽(8、9)被布置得使槽(8、9)的深度在波峰处为最大，而在波谷处槽的深度为最小。转动体(3)中的波谷，处于定子(1、2)的波峰处，反之亦然。这样，就使材料交替地从转动体(3)的槽(8)中移动到定子(1、2)的槽(9)中，然后移动回来。
文档编号B29C47/24GK1419490SQ01806906
公开日2003年5月21日 申请日期2001年3月20日 优先权日2000年3月21日
发明者卡里·基里亚瓦伊宁 申请人:科讷瑙有限公司