熔体加工设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及熔体加工设备，其包括用于向加工头特别是造粒头装填熔体的熔体装料机，其中在加工头的上游，用于在起动和/或改装阶段排放熔体的起动阀被配属于该熔体装料机。
【背景技术】
[0002]这样的熔体加工设备可具有不同的配置，尤其被构造成造粒设备，例如呈水下造粒设备形式，其中可根据应用将不同的材料加工成熔体，例如:热塑性塑料；具有和没有添加剂的高分子化合物和混合物，如呈与推进剂混合的可膨胀聚合物的形式；与纤维混合的熔融化合物；或在熔融状态下可加工的其它材料，特别是塑料熔体。但作为这种造粒设备的替代可选方式，熔体加工设备还可被构造成管材挤出机或吹塑膜设备，其中，相应的挤出头或膜吹塑头作为加工头来设置。根据应用，熔体加工设备的加工头可包括另一种成型工具，借此按照所希望的方式成型或模塑所述熔体。
[0003]这样的熔体加工设备通常用起动阀来操作，以便在启动设备时，当给设备改装例如换成另一造粒头或加工头时，当改变熔体例如从有色熔体变成无色熔体时，或在设备无法在固定不动的运行状态下或在理论工作点处运转的其它转换过程中，由熔体装料机输送的熔体可经过至少一个加工头被排出。这样的加工头如水下造粒头在被装填与理论状态相去甚远的熔体时是相对敏感的，所述熔体例如为太冷的熔体或随之而来太粘的熔体，其例如可导致模板堵塞。
[0004]起动阀通常安置在源自熔体装料机(如挤出机)和加工头的输送路径上，其中除了可与加工头连接的进料出口或供给出口外，起动阀还包括至少一个将熔体绕加工头排走的排放出口。通过这样的可通向周边环境和/或从熔体加工设备的适当加工路径或从熔体装料机和加工头之间的连接处引出或分支出的排放出口，可使不适于在熔体加工设备的加工头中进一步加工的材料或熔体材料避开加工头，可以说被剔除，在此，这种被剔除的熔体因多种原因而可被视作废料，例如因为熔体还未具有正确温度和/或仍包含未熔碎片和/或包含有色杂质和/或在造粒头或加工头中的加工具有不利的特性。可与熔体装料机相连的起动阀入口通道能可选择地通过如呈转盘等形式的可调式转接器与进料通道或排放通道相连通。这样的起动阀例如由文献EP1970180公开了。根据前言的起动阀还可担负分配功能或充当分配阀，尤其可通过多个加工出口与多个加工头相连，以便能将被引导经过起动阀的熔体供给各加工头，从而能分别按照规定来加工熔体。
[0005]从这样的起动阀排放的恪体有时简单地被排出到地面，在此，根据启动持续时间，熔体铺展开成或多或少大块的板或块，其在凝固后须脱离地面并被切分，这当然是很费事的。作为简单排出到地面的替代方式，有时也规定将呈活动斜槽形式的收集容器安放在排放阀下方，待一旦满了就被移走并以新的空容器罐替换。就安全性而言，移走具有通常仍为液态的熔体的容器是非常危险的，因为熔体可能从罐中溅出。另一方面，在熔体冷却凝固后出现管理问题，因为获得的是很大的块体，其首先须从容器中脱出，接着被切碎成易管理的碎片以便可将其回收利用。
[0006]文献W001/10620提出，通过起动阀被排出的熔体废料借助切分器被切分成便于使用的碎片，碎片借助水射流压力和水流喷涌经斜槽被输送至收集筐。切分器包括可来回移动的滑架，其具有两个熔体通道，它们在滑架来回运动时交替地与源自起动阀的排放通道流体连通，从而熔体轮流经过一个熔体通道然后经过另一个熔体通道并形成相应的熔体部分。同时，在熔体通道的出口设有固定的孔板，孔板在滑架往复运动时交替启闭熔体通道出口，从而从熔体通道排出的熔体块在孔板边缘处被分断开。
[0007]但在这种已知的熔体切分器中又出现就像在造粒头中的类似问题。一方面，在运行周期后清洁切分器头是很困难的。如果设备起动过程结束且起动阀不再将熔体作为废料排出而是引导经过造粒头，则残余熔体因缺乏进一步的熔体补给而在切分器头中凝固，从而所述设备在下一个起动过程中在未清洁切分器头情况下将面临堵塞且无法再保证起动阀的旁通功。另一方面，若在切分器头往复运动时改变熔体通道的流体连通或不完全地打开熔体通道，则可在切分待排出材料时出现压力脉动。另一方面，若斜槽下的水流压力或水喷涌不够强，则在熔体块排出斜槽处会出现重新粘合。
【发明内容】
[0008]本发明基于以下任务，提供上述类型的改进的熔体加工设备和改进的方法，其避免现有技术的缺点并以有利地改进现有技术。尤其是，废料熔体的切分应该更不易出故障且尽量免维护地完成，即使在强烈波动的废料熔体质量流的情况下也应无故障地正常运转。
[0009]根据本发明，该任务通过根据权利要求1的熔体加工设备来完成。本发明的优选实施方式是从属权利要求的主题。
[0010]提出如此构造该切分器头，废料熔体的切碎的熔体块还在运动的切分器头的熔体通道中就至少部分从通道壁脱落且在重力驱使下可更容易流出该切分器头。切分器头的、交替地与源自起动阀的排放通道连通的不同熔体通道以特定方式形成轮廓，从而使切分器头不会粘附且无需清洁或至少显著地简化所述清洁。根据本发明，切分器头的熔体通道至少具有在其流入区段中的阶梯形横截面扩展部、与排放通道的出口横截面不同的横截面形状以及出自切分器的敞开的孔口区域。通过所述阶梯形横截面扩展部连同所述熔体通道的与排放通道不同的横截面形状，熔体或切分的熔体块可更容易地脱离切分器头的壁部。同时，熔体部分可顺利地从切分器头的熔体通道被排出，因为所述熔体通道的孔口在切分器头的每个位置都敞开以及无阻碍地不被孔板或切刀阻挡。用以使熔体条最终被分割为所希望的熔体部分的熔体分离基本上直接在排放通道和运动的切分器头之间的接合处进行。[0011 ] 在本发明的改进方案中，在切分器头的熔体通道流入区段中的阶梯形横截面扩展部可具有带有悬垂部的分离边缘或悬垂的、底切的熔体悬伸部，在该区域中，熔体至少部分从熔体通道壁脱落，并且在该区域下游，熔体自由悬挂滴落或在重力驱使下至少部分在不与壁部接触情况下经熔体通道或从熔体通道中排出。
[0012]为进一步促使熔体分离或熔体脱离通道壁，该切分器头的熔体通道在阶梯形横截面扩展部区域内不仅骤然改变其横截面尺寸或其横截面面积，还改变其横截面形状。在切分器头中形成的熔体通道可在该阶梯形横截面扩展部的上游和下游具有不同的横截面形状，例如在一个区段中在周边处具有圆形或倒圆的轮廓，而在另一区段中具有有角的轮廓。
[0013]尤其是，所述熔体通道在横截面扩展部上游可具有至少局部倒圆的横截面形状，而在横截面扩展部下游具有多角的横截面形状。通过这种从圆形横截面形状过渡至有角的横截面形状，在有角的区域内骤然形成横截面扩展部，熔体材料无法跟随横截面扩展部，从而出现更好的熔体部分脱离。
[0014]就量而言，所述的至少一个阶梯形横截面突变部如此设计，经过该横截面扩展部的熔体条无法跟随横截面突变部，因而出现脱离。尤其是熔体通道在阶梯形横截面扩展部下游均具有下述的横截面面积，即尤其当人们观察排放通道的开口横截面时，该横截面面面积相当于源自起动阀的排放通道的出口横截面面积的至少两倍，优选大于三倍。如果不再有进一步的熔体排出且随后进入切分器头，则尤其在临近起动过程结束时，该通道横截面这样的三倍化或多倍化保证了熔体块可靠排出。
[0015]在本发明的优选改进方案中，当切分器头中的各熔体通道与该排放通道处于流体连通时，在源自起动阀的排放通道和运动的切分器头之间的接合处形成横截面突变部。尤其是，切分器头熔体通道的各流入横截面，即不是其总和，而是就每个来看，可均大于排出通道的出口横截面。此外，排放通道的出口横截面(其在相应的切分器头位置处通入切分器头的其中一个熔体通道)自身可形成分离边缘，在此处熔体条脱离通道壁，使得熔体条至少部分在不接触壁部的情况下进入切分器头的熔体通道。
[0016]切分器头的熔体通道的流入横截面相对于排放通道的排出口的超尺寸原则上可以不同地设定，但最好所述超尺寸至少为所述排放通道的出口横截面面积的1/4，即，每个熔体通道具有至少为所述排放通道的出口横截面面积125%的流入横截面面积。每个熔体通道的在其入口处的横截面面积最好也可达到排放通道的出口横截面面积的200%或更大。
[0017]此时，熔体通道的入口最好部分与排放通道的出口横截面的轮廓形状匹配，但在局部具有与其不同的轮廓。尤其是，切分器头的熔体通道的入口在其一侧可与所述排放通道的轮廓形状匹配，该侧在各熔体通道打开时首先向排放通道开放。于是这导致，当切分器头相对于排放通道移动至排放通道的开口横截面完全开放时，就会骤然发生从仍然局部被遮盖的位置至完全敞开的位置的过渡，就是说当切分器头的熔体通道的入口的形状匹配区段完全覆盖排放通道的出口横截面之上时。由此避免了缓慢的、逐渐进行的排放通道开放，就像例如在覆盖倒圆的出口边缘上的笔直的入口边缘时出现的那样。
[0018]在本发明的优选改进方案中，粗略地讲，所述切分器头的熔体通道的入口均具有V形轮廓，尤其呈尖儿倒圆的V形形状，或具有近似抛物线形的轮廓，该轮廓在其最高点匹配于排放通道的出口横截面的倒圆处。
[0019]此外，该V形轮廓优选关于切分器头运动方向对称布置。若切分器头根据滑架类型来回线性移动，则线性移动轴线形成V形轮廓的中心线。若滑架转动运动，则周向或切线在此形成所述V形的中心线。
[0020]在此，所述V形轮廓如此取向，即在切分器头的打开运动时所述V形的倒圆尖端行进在前。
[0021]设置在切分器头中的熔体通道原则上能以常规方式以周向完全闭合的管形通道形式构成。但替代地，在本发明的改进方案中，熔体通道可被构造成在周向侧朝一侧打开和/或具有例如10%至50%通道周长的打开的周向区段。尤其在形成该滑架时，朝向滑架端面即朝向在行进方向上处于端侧的侧面布置的通道壁可缺失，或者所述通道可被构造呈朝向所述端面敞开。朝向切分器头外侧敞开的通道周面允许清理的显著简化。
[0022]通过在切分器头中设置多个熔体通道，可以有利地使至少一个熔体通道总是至少部分地保持开放，借此熔体从起动阀的连续排放成为可能，并且尤其与所述横截面扩展部相关地避免由循环堆积所导致的压力波动。如果其中一个熔体通道刚被阻断或其出口截面通过分隔机构被削弱，则熔体可通过另一熔体通道流出，从而可整体上实现从起动阀的连续排放。切分是通过熔体条的循环阻断或循环分断而发生的，因为在抑制进一步排放或隔断随后的材料流之前总是仅有规定量的熔体可从各自熔体通道流出。
[0023]切分器头能以不同方式配属给截止阀。根据本发明的一个有利实施方式，切分器头可安置在起动阀排放通道的孔口区域下游，最近紧邻孔口区域，并且相对于截止阀活动安装，最好是这样安装，根据切分器头位置，可使各自另一个熔体通道与起动阀排放口处于流体连通。在这样的实施方式中，切分器头的一个或多个熔体通道的截断可通过使分配器头相对于起动阀移位或移动来实现。截断机构在此通过起动阀和分配器头之间的接合部来形成，其中分配器头的各自熔体通道在至少部分与起动阀排放通道