专利名称：具有整体浮凸偏转器条的离心式颗粒干燥机滤网的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种类型的离心颗粒干燥器，其使用将圆筒形滤网内充满湿气 的塑料颗粒或其它固体颗粒向上运送的装有叶片的提升转子。利用提升转子的旋转传递 到颗粒的离心力使颗粒接合滤网的内表面，采用本领域已知方式通过滤网排放颗粒上的 湿气。更具体地说，本发明涉及一种与圆筒形滤网的内表面关联的产品流调节偏转器。
背景技术：
离心颗粒干燥机在本领域中是熟知的，其用于从塑料颗粒和其它固体颗粒，诸 如水和由水下造粒机产生的塑料颗粒的浆液，去除水或湿气。现有技术的离心颗粒干燥 机包括垂直布置的外壳；定位在外壳中的圆筒形滤网；和位于滤网内部中央的从动带 叶片转子。该转子在滤网内向上移动充满水的颗粒或其它固体颗粒，其中由来自转 子(参见图1)的径向空气流传递给颗粒的离心力导致颗粒径向向外运动以与滤网接合， 用于经滤网来排放水。干燥过的颗粒被从滤网和外壳的上端排放，而水从外壳的下端排 放。由本申请的受让人共同拥有的美国专利第7,171,762，7,024,794，6,807,748，和 6,237,244号公开了这种类型的离心颗粒干燥机。在这种干燥机的操作中，由带叶片转子 垂直和径向移动的颗粒或其它颗粒以大致速度接合圆筒形滤网，并且当它们在滤网内向 上运动时，通常从滤网弹回朝向转子，用于将进一步的垂直和离心力传递给颗粒。这由 图2中所示的“良好”流特征标示。如图3中进一步显示，当来自转子的径向空气流不 仅推动颗粒，而实际围绕它们流动时，出现产品与空气的“最佳”流动。然而，市面上使用的传统离心干燥机均具有一个共同问题，其涉及转子的正常 旋转产生的空气流。当产品流在转子与滤网之间反弹时，转子叶片几何形状与其它物理 因素的结合产生空气流，该空气流会很大地影响经过干燥机的产品流。此外，随着形成较软颗粒或具有平坦或透镜几何形状颗粒的更加新的塑料材料 的出现，以及使用水下制粒机制造极小颗粒或所谓的微颗粒，在已知离心干燥机中，在 运送和后来干燥这种颗粒上遇到了困难。此外，已知离心干燥机在运送并且后来干燥由 循环苏打水瓶、奶容器和相类似物以及诸如被碾碎的电池外壳的特定塑料颗粒形成的被 碾碎薄片塑料材料中存在困难。更具体地说，并且如图2中“差”流动特征所示，更软且更小颗粒、具有平或 透镜几何形状的颗粒和塑料片以及特定其它塑料和类似颗粒，趋向于收集和和循环在转 子叶片的外缘与滤网的内表面之间的间隙带"X"(参见图2)中。不是以更硬且更大球 或颗粒的方式弹回，这些颗粒被空气流捕获并靠着滤网。这种更软并更小颗粒、具有平 坦或透镜几何形状和塑料片和颗粒沿滤网的内表面的不期望的循环流和导致的被捕获有
4时被称作“带结(带结)”。这种带结减小了经过干燥机的转子区域的产品流，并且增 加了保持转子旋转速度的动力要求。此外，还发现带结还减小了从固体颗粒分离湿气 的效率，导致在干燥机内要求高电流强度，并降低了离心干燥机的总效率。这些问题经 常导致精细和类似纤维“头发”产品(工业中通常称作angel hair)。带结问题对于具有平坦或透镜几何形状的小球是特别明显的，因为这种形状的 相对较大平坦表面面积很自然地导致颗粒附于滤网的表面，并且因为相关的这种颗粒的 低剖面，使带结问题很难被消除。如图3中“最差”流所示，产品沿一个维度的表面面 积越大，或产品更象片或透镜，转子的外部空气流捕获产品靠在滤网上的机会就越大。 这种现象极大地减小了利用干燥机转子的向外和向上运动重新接合产品所需要的必需反 弹。在由本发明的受让人共同拥有的美国专利第6,739,457号(“457专利”)提出 了克服这种带结问题的一种解决方案。因此，第6,739,457号专利的公开内容通过参考明 白地加入到此处，如同其整体完全列出。在第6,739,457号专利中，使用装配在条带内机械加工的锥口孔内的多个紧固 器，偏转器条被紧固到干燥机滤网的内侧。这种紧固方法导致偏转器条的制造相对昂 贵，并且还使得滤网必须设置专用孔，这些专用孔会在滤网内产生不期望的应力集中。 此外，如果由于通过振动、老化或其它原因而紧固件变松，则存在偏转器条延伸进入运 动转子产生损坏的危险。此外，偏转器条与滤网之间的任何间隙可能收集部分颗粒或者 其它异物，特别是具有平坦或透镜几何形状的颗粒，从而导致在未来产品运行中可能出 现污染。
发明内容
本发明与垂直类型的离心颗粒干燥机一起使用，这种离心颗粒干燥机具有与 垂直外壳关联的垂直圆筒形滤网；和定向在圆筒形滤网内的带叶片的转子，用于将干燥 机中水和聚合树脂颗粒的浆液向上运送。采用本领域已知的方式，又转子施加到固体颗 粒的离心力使颗粒撞击滤网，以通过滤网向外排放水，当干燥颗粒被从干燥机的上端排 放时，水从外壳的下端排放。用于离心颗粒干燥机的圆筒形滤网典型地由垂直对齐并相 互连接在一起的几个滤网区制成。为了克服在这种离心干燥机中的，当从软与/或小颗粒或塑料片以及具有难以 运送的形状的特定其它塑料颗粒(诸如透镜状颗粒)分离水时的问题，以及与第6,739,457 号专利中的被紧固在上面的偏转器条有关的问题，圆筒形滤网的内部设置有一个或多个 浮凸区域，每个浮凸区域有效形成从滤网的内表面突出的整体偏转器。对于第6,739,457 号专利的被紧固在上面的偏转器条，通过辅助转子垂直提升颗粒并通过消除颗粒带结， 本发明的浮凸滤网扰乱了颗粒的圆形流动以改善经过干燥机的转子区域的颗粒流。然 而，不同于现有技术，该浮凸偏转滤网消除了污染的危险和变松的偏转器条延伸入运动 转子的危险，同时也减小了制造成本。此外，因为浮凸区域优选地集成入滤网的非穿孔 区中，浮凸区域实际上加强了总的滤网结构。因此，本发明的一个目的在于提供一种离心颗粒干燥机的圆筒形滤网的内部上 的偏转器元件，其采用通过浮凸滤网的穿孔或非穿孔区域而形成的一个或多个细长的偏转器条的形式。本发明的另一目的在于通过在绕滤网的内表面圆周间隔开的位置处通过浮凸而 形成一个或多个偏转器元件或区域，其中偏转器元件或区域的数目根据滤网的直径改 变，其中在多数情况中优选地有一个或四个偏转器元件或区域。本发明的另一个目标在于根据前述目标，在圆筒形颗粒干燥机中的圆筒形滤 网的内表面上，整体形成采用垂直或成锐角细长的偏转器条形式的一个或多个偏转器元 件，使得浮凸条提高滤网的总强度。本发明的另一个目标在于在干燥机滤网上形成采用细长条形式的一个或多个浮 凸偏转器元件，其具有与滤网整体形成的平滑斜坡边缘，而防止颗粒卡在这些条上，并 确保颗粒改变方向返回进入转子，在那里颗粒重新吸收转子能量，用于重新激励向上 运动。本发明的另一目的是一种浮凸偏转器滤网，其提供了一种针对已知问题平坦 和透镜形状产品捕获在离心颗粒干燥机中的滤网上，的可改造解决方案。本发明的另一个目标在于一种浮凸偏转滤网，其允许给定尺寸的离心颗粒干燥 机以更高产品流率运行，其在不用获得更大的干燥机的情况下扩大了可获得的产品的范 围。本发明的另一个目标在于提供一种根据先前目标并将符合传统制造形式的用于 离心颗粒干燥机的圆筒形滤网的偏转器元件或区域，其结构简单并且易于使用，从而提 供经济上可行、持久，并且使用无麻烦的偏转器滤网。这些目标以及将在后面明显说明的其它目标和优点存在于下文更完全的描述和 要求的结构和操作的细节中，请参照形成为下文的一部分的附图，在附图中相同的参 考标记指相同的部件。
图1总体显示了离心颗粒干燥机中的传统转子的径向空气流。图2显示了来自图1的转子的空气流的影响和导致的各种不同形状颗粒的流动特 征。图3是与图2的各种形状颗粒相关的最佳和最差空气和颗粒流特征的进一步说 明。图4是现有技术离心颗粒干燥机的示意正视图，显示了与干燥机外壳相关的剖 面下的圆筒形滤网和带叶片的提升转子组件。图5是图4的干燥机多段之一的透视图，具有利用根据现有技术的紧固元件而安 装在内表面上的两个偏转器条。图6是图5中所示传统偏转器条之一和滤网段的示意性部分截面图。图7是根据本发明的具有两个浮凸偏转元件的滤网段的平面视图，其中每个采 用细长垂直带形式。图8是图7的中央浮凸偏转器条的照片。图9是图7上的端部浮凸偏转器条的照片。图10是图7中所示传统偏转器条之一与滤网段的示意性部分截面图。
图11是根据本发明的形成在滤网段的非穿孔区域中的一部分浮凸偏转器条的放 大照片，在其附近，为了进行比较，根据第6,739,457号专利的偏转器条的一部分示出是 放置在滤网段上。图12是根据本发明的具有采用垂直和成角度偏转器条形式的两个浮凸偏转元件 的滤网段的平面视图。图13是图12的滤网段的透视图。图14A-14D是根据本发明的浮凸偏转滤网的浮凸区域的可选结构的视图。
具体实施例方式在图中所示描述优选实施例中，为了清晰起见，将采用特定的术语。然而，本 发明并不是要局限于如此选择的特定术语，应该理解每个特定术语包括以类似方式工 作而实现类似目的所有技术等同物。虽然仅详细说明了本发明的特定实施例，应该理解本发明的范围并不局限于 在下面描述中列出或附图所示的部件的结构和布置的细节。本发明可以采用其它实施例 形式，并且能够以各种方式实践或执行。此外，在描述多种实施例中，为了清晰起见， 将采用特定的术语。应该理解每个特定术语包括以类似方式工作而实现类似目的所有 技术等同物。参照图4，垂直类型的传统离心颗粒干燥机由参考标记10总体标出，并包括干 燥机外壳12，分段滤网14垂直装配在其中。该分段滤网14显示具有在17处垂直对齐并 相互连接的4个近似相同的滤网段15。该滤网14包围由参考标记16整体标示的带叶片 转子并与其同心，由参考标记16整体标出的带叶片转子包括倾斜叶片18。该叶片18包 括与以本领域已知方式支撑的滤网段15的内表面相邻的外缘。该干燥机10包括入口 20，用于容纳来自水下造粒机的水和颗粒的浆液，或包括 来自循环苏打瓶、牛奶容器等的诸如塑料片的固体颗粒或诸如被碾碎电池箱等其它固体 塑料颗粒的其它类型水浆液。虽然并不是在所有离心干燥机中，该入口 20典型地将浆液 排放入脱水器22，用于水从颗粒或其它固体颗粒的初始分离，用于经出口 24排放水，并 将带着湿气的颗粒排放入分段滤网14的底部区。由转子16的动作，沿箭头126所示的 方向，该固体颗粒向上运动滤网段15，到上部滤网段15的上端处的出口 26。该转子将 上升和离心力传递给颗粒，以使颗粒撞击在滤网上，用于将水从颗粒上分开，其中以 如由前述现有专利例示出的本领域熟知方式，分离的水经过滤网进入外壳，并经出口 24 出区。每个滤网段15包括板28，其典型地是不锈钢，具有20或18标准尺寸厚度且从 滤网段15的面向内部的表面穿透其中的0.075英寸直径孔30。通常还使用诸如0.038英 寸、0.085英寸、0.0625英寸的其它孔形状和直径。如图5所示，孔30具有交错中心， 并在分立的区域32中定向，从而确定相交的固体段34和36。每个滤网段15最初形成为 平板28，通过在滤网段各自垂直固体边缘上连接向外延伸的垂直侧边缘凸缘38和40，该 平板保持成圆筒形结构。第6,739,457号专利中列出了连接机构的进一步描述。图5中所示并由参考标记70总体标示的两个偏转器条被安装在圆筒形滤网段15 的内表面上。如可在图5和6中看出的那样，该偏转器条70由突出穿过圆筒形滤网段15
7中的匹配孔的螺栓附接，在其上适当的锁定螺母74能被安装以将每个偏转器条70固定在 滤网段内部的适当位置。一旦就位，当转子16如内箭头77所示旋转时，该偏转器条70 如图6中的实箭头线75所示改变颗粒流的方向。如前所述，如图5和6所示的偏转器的附接常遭受紧固元件74的变松，和可能 的偏转器条70的分离。此外，因为偏转器条是单独的部件，这些条与滤网之间的界面还 提供了区域，在该区域中颗粒，特别地具有低剖面和平坦或透镜形状的那些颗粒，可 能被卡住或捕获。对于装螺栓在偏转器条70上，当关于转子旋转的方向观看时，刚好在 斜面前的滤网的区域69(参见图6)遭受到更大的磨损和导致的腐蚀。考虑到前述内容，图7中显示了根据本发明的滤网段115，具有由参考标记170 总体标示的垂直或大致垂直的浮凸偏转器条形式的浮凸区域。该浮凸偏转器条170典型 地形成在滤网的非穿孔固体段136中，该固体段在由参考标记128总体标示的板中具有孔 的分立区域32之间延伸。该滤网段115可仅设置单个浮凸偏转器或设置多个偏转器，诸 如例如在图7的滤网段115的中央和端部中显示的两个浮凸偏转器170。这些中央和端部 浮凸偏转器分别在图8和9中详细地示出。可选地，该浮凸偏转器可形成在穿孔区域32中，虽然这不是优选的，因为可能 影响到结构强度。作为另一选择，如果以关于垂直方向成锐角方位来生产，浮凸条会被 同时延伸经过或进入滤网的穿孔和非穿孔段的部分。如图10所示，并且类似图6中的传统偏转器条，当转子16在如内部箭头173所 示的方向旋转时，该浮凸偏转器条170如由实箭头线171所示有效地改变颗粒流的方向。 然而，不象第6,739,457号专利的偏转器条，本发明浮凸偏转器条消除了紧固器变松的危 险，以及偏转器条变松与/或脱落。通过浮凸形成偏转区域，不管区域是采用条或其它结构而具体实现，都产生对 于颗粒捕获在条与滤网之间不会提供任何机会的平滑斜面边缘，从而消除了未来运行中 有关污染的危险。特别地当与平坦或透镜形状颗粒一起使用时，在确保颗粒一致地改变 方向离开滤网并进入转子方面，该平滑连续浮凸边缘比以前地设计更有效。当颗粒是抑 制当前离心干燥方法的类型时，通过减小转子趋向用作螺丝钻的趋势，一旦改变方向， 该转子则能够将连续能量传递给颗粒，这有利于其向上运动和干燥机的总效率。此外， 浮凸偏转器条实际上减小了刚好在浮凸条前的滤网区域中的滤网磨损。通过在其中颗粒 偏转的滤网区域中、先前已受到磨损和导致的滤网腐蚀的区域，提供更高的磨损抑制能 力，浮凸偏转器条增加了滤网的寿命。此外，如由图11的照片能够看出，该浮凸偏转器条170加强了滤网段115的固 体段136对弯曲和扭曲的抑制。对比地，第6,739,457号专利的偏转器条70，其螺栓紧固 器必须需要使用位于滤网的穿孔或非穿孔区域中的专用孔，会在滤网内产生应力集中， 使得增加该条70不会提供另外的滤网结构整体性。该浮凸偏转器的数目、角度与空间关系可根据滤网段115的直径和干燥机的特 定应用改变。通常，在直径达约64英寸的多数滤网中，1到4个浮凸偏转器条170就足 够了；当然如期望地，可例如包括更多数量的偏转器条。此外，在具有多个滤网段115 的干燥机中，在其中水和固体颗粒浆液进入滤网的最低滤网段116(参见图4)可构建为没 有偏转器条，因为在从馈送斜道进入时颗粒具有很大的能量。在具有偏转器条的上部段中，这些条优选为垂直对齐，虽然这种对齐不总是必需的。浮凸偏转器条能够用具有多个滤网段的传统整体滤网来实施，如由20或18标 准厚度和通常使用的0.038英寸、0.075、0.085英寸、或0.0625英寸直径的孔的不锈钢制 成。滤网或滤网段还可以被制成为具有激光孔或利用如由本领域普通技术人员理解的其 它制造方法制造。诸如由这个申请的申请人共同拥有的共同未决申请11/017,216列出的 那些的多层滤网，也可被修改以包括根据本发明的浮凸偏转器条。尽管在优选实施例中，浮凸偏转器条是垂直的或大致垂直的，该浮凸偏转器条 可以相对于垂直成锐角地倾斜形成，从转子的方向从滤网板128的底部运动到其顶部。 如图12和13所示，这种成角度的浮凸偏转器条270，利用浮凸偏转器的向上倾斜边缘， 当颗粒撞击并且改变方向朝向转子时，可用于在颗粒的运动中产生更向上的轨道。垂直 和成角度偏转器条也可结合在如图12所示的相同滤网内，其中箭头175指出转子方 向。本发明的浮凸偏转器条170典型地为U-型横截面(参见图10)，并且相对于滤网 段115的非浮凸内表面向内突出约0.10英寸到约0.25英寸，并且更优选地约0.14英寸， 并且具有约0.25到约0.80英寸的宽度，并且更优选地约0.62英寸。当然可以设置其它尺 寸，而不同于所装配的偏转器条，不影响滤网段的总重量。例如，在图4-6的布置中， 增加具有更大厚度或更大宽度的偏转器条将增加滤网段的重量，并且在应用到更大干燥 机时对紧固元件提出更高要求。然而，对于本发明的浮凸偏转区，该浮凸条的尺寸简单 地改变向内突出的固体段136的比例但并不改变滤网段115的总重量。浮凸偏转器条170的长度取决于圆筒形滤网段115的高度，或如果是单件的情 况，圆筒形滤网的高度优选地具有长度以从偏转器条的顶部和底端到滤网段(或滤网) 的上部和下部边缘留下约1英寸的空间，以不干扰密封，虽然这种间隙能够如期望地改 变。虽然浮凸偏转器条170优选地是连续突出条，它们可以间断的并具有更小长 度，以有利于所需要的滤网围绕支撑环的卷绕，以获得圆筒形结构。连续突出条是优选 的，因为它们趋向于提供连续长度偏转，并提供较大程度的圆筒形滤网或滤网段的硬度 的增大。因此，有可能浮凸条可允许更薄的滤网板128。如果浮凸条170是间断的，它们可优选地被布置成垂直交错排列。从邻近滤网 板128的底部边缘到邻近滤网板128的顶部边缘。采用这种方式，在围绕间隙带的圆周 通路中错过一个突出条的带结固体颗粒会在其路径中遇到另一突出条。这种交错布置可 类似地以成角度浮凸偏转器条来具体实施。浮凸区也能够以细长条以外的形状生产。并不局限于此，可选的浮凸区结构的 实例由图14A中所示的水平和垂直交错矩形201、图14B中所示的垂直隔开的圆203、图 14C中所示的垂直隔开的箭头205和图14D中所示倾斜对齐的垂直隔开的矩形207所示。不管浮凸区的具体结构是什么，根据本发明的浮凸偏转滤网提高了颗粒干燥机 的总效率，并相当大地节约资本投资。特别是，对于给定尺寸的干燥机，利用浮凸偏转 滤网比利用传统的干燥滤网，可以取得更大的产品流率。因此，更小干燥机能够用于有 效满足生产要求，否则则要求购买更大地干燥机。通过避免这种购买的需求，可以实现 几万并且甚至几十万美元订单的成本节约。
前述被认为仅是本发明的原理的说明。此外，由于对于本领域的技术人员将 容易想到多种修改和改变，因此并非要将本发明限制为所示和所描述地确切的结构和操 作，并且因此，所有可诉诸的适合的修改和等价物落在本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于离心颗粒干燥机的滤网，包括具有一个或多个浮凸区域的大致圆筒形 滤网，每个浮凸区域形成整体偏转器，其从滤网的内表面突出以扰乱被干燥颗粒的圆形 流，以改善通过所述干燥机的转子区域的颗粒流。
2.根据权利要求1所述的滤网，其中每个浮凸区域形成大致垂直的浮凸偏转器条。
3.根据权利要求2所述的滤网，其中所述滤网包括多个浮凸区域，其形成为绕所 述滤网的所述内表面彼此间隔开的大致垂直的条。
4.根据权利要求3所述的滤网，其中所述条布置成交错排列，从邻近所述滤网的 底部边缘到邻近所述滤网的顶部边缘。
5.根据权利要求1所述的滤网，其中所述滤网包括穿孔和非穿孔区域，所述浮凸 区域形成在所述非穿孔区域中。
6.根据权利要求1所述的滤网，其中每个浮凸区域形成具有平滑连续斜坡边缘的 偏转器条。
7.根据权利要求1所述的滤网，其中所述浮凸偏转器条相对于所述内表面的非浮 凸部分向内突出约0.10英寸到约0.25英寸。
8.根据权利要求7所述的滤网，其中所述浮凸偏转器条具有约0.25到约0.80英寸 的宽度。
9.根据权利要求1中所述的滤网，其中所述浮凸偏转器条相对于所述内表面的非 浮凸部分向内突出约0.14英寸，并具有约0.62英寸的宽度。
10.根据权利要求1所述的滤网，其中所述浮凸偏转器条大致从所述滤网的顶部延 伸到其底部。
11.一种离心颗粒干燥机，包括干燥机外壳，具有垂直安装在其中且一般与装有 叶片的转子同心的圆筒形滤网；入口，用于接受来自水下制粒机到所述滤网的底部段内 的水和固体颗粒的浆液，所述固体颗粒被所述转子沿经过所述滤网的圆形流向上移动到 所述滤网的上端的出口，所述滤网具有形成整体偏转器的浮凸区域，所述整体偏转器从 所述滤网的内表面突出以扰乱被干燥颗粒的所述圆形流，以改善通过所述干燥机的颗粒 流。
12.根据权利要求11所述的干燥机，其中每个浮凸区域形成大致垂直的浮凸偏转器条。
13.根据权利要求12所述的干燥机，其中所述滤网包括多个浮凸区域，其形成为 围绕所述滤网的内表面彼此间隔开的大致垂直的偏转器条。
14.根据权利要求13所述的干燥机，其中所述偏转器条布置成交错排列，从邻近 所述滤网的底部边缘到邻近其顶部边缘。
15.根据权利要求11所述的干燥机，其中所述滤网包括穿孔和非穿孔区域，所述 偏转器条形成在非穿孔区域中。
16.根据权利要求11所述的干燥机，其中所述滤网包括穿孔和非穿孔区域，所述 偏转器条形成在穿孔区域中。
17.根据权利要求13所述的干燥机，其中每个偏转器条具有平滑连续斜坡边缘。
18.根据权利要求13所述的干燥机，其中所述浮凸偏转器条具有从约0.25英寸到约0.80英寸的宽度，并相对于所述内表面的非浮凸部分向内突出约0.1英寸到约0.25英 寸。
19.根据权利要求11所述的干燥机，其中所述浮凸偏转器条具有约0.62英寸的宽 度，并相对于所述内表面的非浮凸部分向内突出约0.14英寸。
20.根据权利要求11所述的干燥机，其中所述滤网包括多个相互连接、垂直对齐 的滤网段。
21.根据权利要求20所述的干燥机，其中所述滤网段的每一个具有浮凸偏转器 条，使得所述浮凸偏转器条以基本连续的布置从所述干燥机的顶部延伸到其底部。
全文摘要
本发明提供一种用于离心颗粒干燥机的在内表面上具有突起的偏转器元件的浮凸滤网。该偏转器滤网形成为整体结构，消除了对于由紧固件紧固的单独偏转部件的需要，以及相关的诸如条变松或分离，以及条与滤网之间出现污染的风险。该浮凸偏转器滤网有效地将颗粒偏转回朝向转子，在那里，颗粒重新获得转子能量，使得干燥机效率与流速增加。该浮凸偏转器滤网还增强了滤网的总的结构强度，减小了制造成本，并防止了会导致未来运行出现污染的颗粒捕获。
文档编号F26B5/08GK102016473SQ200880016739
公开日2011年4月13日 申请日期2008年5月22日 优先权日2007年5月23日
发明者戴维·布赖恩 申请人:卡拉工业公司