颗粒状材料的脱水方法和设备的制作方法

专利名称：颗粒状材料的脱水方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种颗粒状材料的脱水方法和设备，特别是包括一种或多种塑性材料的颗粒状材料。
背景技术：
在塑性材料的处理中，在熔化之前执行的塑性材料颗粒的脱水处理特别重要。众所周知，由于其吸湿性的原因，颗粒状的塑性材料包含水分子。在熔化步骤的过程中，水分子可能使其自身进入聚合物的分子链中并破坏其分子链。这导致最终产品中的表面缺陷、气泡以及结构和颜色一致性的缺失，从而损害最终产品的质量。典型地，将要经受脱水处理的颗粒状塑性材料储存在以水密的方式与一个或多个热干燥空气发生器装置连接的料斗中，该空气发生器装置的行话叫做“干燥器”，其将热的、 干燥的空气吹入料斗中。一旦颗粒状塑性材料已经进入料斗，脱水空气(在下文中叫做“处理空气”)全部地或部分地经过要脱水的一定质量的颗粒状塑性材料，以去除包含在其中的湿气并通过专用排出管道离开料斗。众所周知，对随后将要在变换机中经受熔化的给定的颗粒状塑性材料来实现期望的脱水度，取决于许多因素，特别是颗粒状材料在脱水料斗内的停留时间、传送至料斗的处理空气的比量(specific flow，比流量)(在下文中也叫做“空气比量”)、与处理空气流与颗粒状塑性材料之间的相互作用相关联的处理温度和热流体动力学行为(这取决于料斗的几何形状)。将停留时间τ理解为，指的是料斗内的材料的量与变换机所施加的小时生产率之间的比率。取决于待处理的给定颗粒状材料所需的脱水度，材料的颗粒必须在一定的处理温度下留在料斗内一定的特定时间间隔，以允许水分子从颗粒内部扩散至外部。众所周知，所接受的实践要求基于文献中的表值，演绎地设置待处理的颗粒状材料的停留时间，这可根据材料的类型而变化。基于待处理的材料的假设的停留时间和小时生产率(由料斗必须供应的变换机施加)，计算料斗的体积。由此得出不能将停留时间认为是系统的变量，而应该是预定的参数。为了调整颗粒状材料在脱水处理结束时所具有的剩余湿度，处理空气的特性作用于(改变空气比量)温度和/或露点温度。在这点上，将指出，将露点温度定义为空气(或更具体地，空气-蒸汽混合物)在恒压下变成被水蒸汽饱和的温度。明显地，露点温度与气流的相对湿度相关。因此，传统地，基于文献中提出的标准条件针对不同类型的待处理的材料来管理脱水处理。由于在料斗内发生的脱水处理的条件的变化性(例如，与料斗内的热流体动力学相关)的原因，脱水可能并不能表现得完全令人满意，在所处理的材料中具有超过可接受的最大极限的剩余湿度。通常，为了克服此问题，与所设计的标准条件相比，处理空气的脱水能力往往谨慎地增加，增加比量和温度和/或减小处理空气的含水量(即，降低露点温度)。这明显具有处理的能量效率的降低的结果。已经提出了这样的设备的解决方案，考虑在脱水处理之后，基于在离开料斗的材料中检测到的剩余湿度来调节系统变量，如在被公开为No. US2007/0277392的美国专利申请中所教导的那样。更详细地，将颗粒状材料的湿度检测传感器定位在料斗的出料口处，以在反馈中调节过程变量。然而，此系统在改进脱水过程的控制的同时，仍不是完全令人满意的。事实上，所提出的调节对所处理的材料的质量并没有立即产生的好处。因此，离开料斗的材料可能不会落在所要求的容许极限内。此外，其广泛地遭遇不稳定现象。事实上，可能出现由于过程发生的条件的变化性的原因，由于所处理的颗粒状材料的特性以及由于热流体动力学的原因，系统施加的参数的调节表现出与那些需要的有效调节相反。

发明内容
因此，本发明的目的是，通过提供一种颗粒状材料的脱水方法来克服上述现有技术的缺点，该方法允许即使在存在可变处理条件时，也达到与那些预定的湿度值相当的颗粒状材料的剩余湿度值。本发明的另一目的是，提供一种颗粒状材料的脱水方法，该方法允许即使在存在可变处理条件时也保持高能量效率。本发明的另一目的是，提供一种用于颗粒状塑性材料的脱水设备，该设备允许即使在存在可变处理条件时，也达到与那些预定的湿度值相当的颗粒状材料的剩余湿度值。本发明的另一目的是，提供一种用于颗粒状塑性材料的脱水设备，该设备在可变操作条件下具有高能量效率。本发明的另一目的是，提供一种用于颗粒状塑性材料的脱水设备，该设备在制造时简单且经济。


根据上述目的，从随后的权利要求的内容中可清楚地看到本发明的技术特征，并且，参考通过非限制性实例示出了一个或多个实施方式的附图，从以下详细描述中，本发明的优点将是更清楚的，附图中图1示出了根据本发明的第一实施方式制造的脱水设备的图示；图2示出了根据本发明的第二实施方式制造的脱水设备的图示；图3示出了在根据本发明的优选应用的脱水方法中使用的控制逻辑的流程图。
具体实施例方式本发明涉及用于使颗粒状材料脱水的方法和设备，特别是颗粒状塑性材料。
在说明书和权利要求书中，在这里和后面，将术语“颗粒状”理解为通常包括任何形式的材料，例如，颗粒形式、粉末形式或薄片形式。因此，还包括由板、片或薄膜等形状的塑性材料的粉碎(grinding-crushing)所产生的小的薄片、箔片或板片。在说明书中和在权利要求书中，将参考空气流，将其作为执行颗粒状材料的脱水的处理流体。应理解，这种表达过程并不唯一地表示仅使用空气，而是还包括使用适于此目的的其他处理流体。更确切地，将术语“料斗”理解为，表示任何类型的容器，通常也叫做筒仓，其横向横截面具有各种形状，例如，具有圆形、正方形或矩形的横截面，并在底部以设置有专用出料口的锥形截面结束，所述专用出料口通常由专用输出阀控制。为了简单起见，首先将描述根据本发明的设备，然后描述根据本发明的脱水方法。在附图中，根据本发明的设备总体上用参考数字1表示。根据本发明的一般性实施方式，脱水设备1包括-用于容纳待脱水的颗粒状材料的至少一个料斗10，其具有进料口11和出料口 12 ；-与用于在料斗10内部分配干燥空气的装置30流体连接的至少一个干燥空气发生器20。有利地，设备1可以是多料斗类型的。在这种情况中，可以通过相对于每个料斗定位在输送管道上的阀来调节每个料斗所需的干燥孔气流的调节，如在以本申请人的名义被公开为No. EP 2224196的欧洲专利申请中所教导的。优选地，如图1和图2中所示，设备1包括至少一个进料(或接收器)装置13，通过该进料装置将颗粒状材料装入料斗10，直到预定水平位置。进料装置13是用于颗粒状材料的气动输送(例如，以负压)的系统的其中一个端部，与材料的一个或多个存储筒仓(未示出)连接。干燥空气发生器20可以是任何类型的。优选地，干燥空气发生器20是包括吸附装置的类型，所述吸附装置例如为分子筛。该发生器可能是单塔类型的，或是具有吸附装置的双塔或多塔26的类型的(如图1和图2所示)，其在再生和操作步骤中彼此交替。该发生器设置有通风装置21 (例如鼓风机)，其能够产生通过吸附装置以在脱水之后在料斗内部传送的气流。例如，通风装置(增压的或抽气的)由一个或多个鼓风机21 构成，其设置有任何适当类型的改变旋转速度的装置22，优选地是电子类型的，例如任何适当类型的反相器，其目的是改变对鼓风机21的电机的供电的频率，以便能够调节所产生的干燥空气的流速。发生器20通过输送管道23与料斗10流体连接，输送管道23在位于料斗10内的扩散器插入物30 (其构成上述的分配空气的装置)中引出。更详细地，这种扩散器插入物30可以由这样的导管31构成，导管31 —端与输送管道23连接且另一端通向定位于料斗本身的下部区域中的扩散器锥体32。扩散器具有多个孔，(热的)干燥空气通过所述孔被供应至料斗中，并在多个方向上扩散，以便撞击并由此使包含在料斗内的所有颗粒状材料脱水。该空气流是相对于从料斗中出来的颗粒状材料流的对流，以确保将要处理的材料的最高可能的脱水度。优选地，加热单元24沿着输送管道23定位，以将孔气流加热至期望的处理温度。
一旦空气流已经经过颗粒状塑性材料(从底部到顶部)并且已经到达料斗的顶部，则排出的空气(即，带有从颗粒状材料吸收的湿气)流到返回管道25中，以再一次返回至干燥空气发生器20。根据图1和图2所示的设备1的实施方式，将干燥空气发生器20定位在料斗10 附近，并由此在料斗所供应的处理机M的附近。例如，这种状况可能出现在这样的情况中， 对每个料斗提供具有相关干燥空气发生器的独立脱水系统。根据未在附图中示出的替代实施方式，可能考虑将发生器20远离料斗定位专用区域中。根据本发明的一个重要方面，脱水设备1包括颗粒状材料的湿度的至少一个第一
测量装置40。将这种第一装置40定位在料斗10的进料口 11，以测量进入料斗10的颗粒状材料的初始湿度。如将在下面进一步描述的，描述根据本发明的脱水方法，本发明以这样的事实为基础从操作观点看，考虑进入料斗的材料的初始湿度cO是基本的，以便适当地控制并调节脱水过程。这与到目前为止在现有技术中所应用的方法是相反方向的，在现有技术中，对于每种类型的颗粒状材料，认为初始湿度是恒定的，并且，最多(和在上述美国专利申请 US2007/0277392中一样)对离开料斗的颗粒状材料的剩余湿度cf进行反馈控制，这具有所有所述限制。用实验方法，申请人已经能够验证相同类型的颗粒状材料中的初始湿度cO的变化不是如此偶然的，在最好的情况中，这种变化可能导致过量的能量消耗，并且，在最差的情况中，可能导致离开料斗的材料未充分脱水。脱水处理条件是相同的，具有不同初始湿度的颗粒状材料需要不同的湿度释放时间。如果待处理的材料具有比标准高的初始含水量，那么，必须对上述颗粒状材料供以更大的能量，例如，增加空气流和/或处理温度。反之亦然，如果起始材料具有比标准低的初始含水量，那么，可以减小将要供应至系统的能量，减小空气流和/或处理温度，从而实现节能。为了这种目的，设备1包括基于颗粒状材料的初始湿度值来调节干燥空气发生器 20的功能的至少一个电子控制单元50，所述除湿湿度值通过上述第一装置40根据离开料斗10的颗粒状材料必须具有的预定剩余湿度值来测量。优选地，上述电子控制单元50调节脱水空气发生器20的功能，以根据节能逻辑来改变传送至料斗的干燥空气流的比速率(specific rate)的值和/或所述干燥空气的温度和/或所述干燥空气的含水量。特别地，通过用速度变化装置22作用于通风装置21上，来改变比速率。可通过根据需要改变通过吸附装置的空气流，来调节干燥空气流的含水量(在露点温度tdew下测量)，例如，通过使一部分空气流绕过分子筛脱水塔。通过作用于加热单元来调节空气流的温度。根据图2中所示的优选实施方式，设备1包括颗粒状材料的湿度的至少一个第二测量装置60。将这种第二装置60定位在料斗10的出料口 12，以测量离开料斗10的颗粒状材料的剩余湿度。操作性地，如将在下面描述根据本发明的方法中所进一步描述的，上述电子控制单元50还基于由第一装置40测量的颗粒状材料的剩余湿度值来调节干燥空气发生器20 的功能。这两个含水量测量装置40、60可以基于现有技术中已知的各种测量方法中的一种或多种，例如微波共振、红外光谱测定或近红外光谱测定、核磁共振分析器、电导方法 (conductimetric method)、电介质方法、测压方法等。优选地，这两个测量装置40、60是微波共振类型的。更具体地，微波共振测量装置可以包括λ/4或λ/2处的具有模式传播(mode propagation)的开端式共振器，所述模式传播在与传播方向横切的平面中具有电场和磁场 (TEM)。在第一装置例如定位在进料装置与料斗的顶部之间的情况下，颗粒状材料(在进入料斗之前或在离开料斗之后)通过共振室或共振腔。这种共振室或共振腔可以具有圆形、正方形或矩形横截面，或现有技术中已知的任何其他形状。更具体地，装置40、60可以有利地设置有适于在底部封闭腔室的门(在图中未示出)，以允许材料样本留在其内部并执行静态类型测量。在下文中，表达“封闭腔室”用来表示装置的此使用模式。在微波的频率间隔中操作的电磁场与通过共振室或共振腔的颗粒状材料的结合， 确定了共振频率f和所述共振器的品质因数Q，这与通过共振器的材料的湿度值相关。在脱水处理之前或之后，用上述类型的装置执行的成一行的颗粒状材料的湿度的测量，带来相当多的好处，特别是待处理的材料的无损测量(电磁辐射对聚合物没有任何类型的恶化效果)以及几秒级别的瞬时测量时间。有利地，两个测量装置40和60可在不同的测量间隔上操作。特别地，将第一测量装置40设置为，在具有比第二测量装置60高的值的测量间隔上作用。当处理可能以相对高的湿度水平开始然后在脱水处理之后达到非常低的水平的材料时，这种选择特别有用，例如，与在PET的情况中那样。对于此类型的聚合物，初始湿度可能从3000ppm开始，而在处理之后达到小于50ppm的值。因此，放置在料斗的顶部并处于进料口上的第一装置，将具有与定位于出料口上的装置不同的测量间隔。有利地，第一装置40和第二装置60都可设置有任何适当类型的门，例如气动的， 以便用静态的方式执行测量。考虑到，在使用微波共振装置的情况中，材料的湿度与品质因素Q和共振频率相关，并且考虑到，这些值又取决于共振室或共振腔内有多少材料，可以看到，测量静态材料时产生的误差比在材料的通过过程中产生的误差小多少。操作性地，因此优选的是，封闭定位于共振室或共振腔下方的门，执行测量并打开门以允许材料流动，从而为新的测量作准备。现在将描述根据本发明的脱水方法。在描述中，将参考刚刚描述的根据本发明的脱水设备1，因此将使用相同的参考数字。根据本发明的一般实施方式，使颗粒状材料(特别是塑性材料)脱水的方法包括以下操作步骤a)布置脱水设备1，其包括用于容纳待脱水的颗粒状材料的至少一个料斗10(其具有进料口 11和出料口 12)，以及与用于在料斗10内部分配干燥空气的装置30流体连接的至少一个干燥空气发生器20 ；b)通过上述进料口 11将颗粒状材料装入料斗中；c)测量进入料斗10的颗粒状材料的初始湿度CO ；d)基于所测量的颗粒状材料的初始湿度CO的值来计算通过料斗的在离开料斗的颗粒状材料中达到预定剩余湿度值所需的干燥空气流的脱水能力，颗粒状材料在料斗内的停留时间是固定的；e)产生通过所述料斗10的具有在计算步骤d)中所计算的脱水能力的干燥空气流。应指出，将“干燥空气发生器”理解为，通常不仅包括使空气脱水的装置(例如吸附塔)和相关的通风装置(例如鼓风机和变速器)，而且还包括调节干燥空气流的温度的加热装置(例如加热单元24)。应理解，干燥空气发生器20的启动并非必须也要求启动加热装置24。如以上已经提到的，与现有技术中的之前的应用相反，本发明以这样的事实为基础为了高效地且有效地进行颗粒状材料的脱水处理，必须要考虑进入料斗的材料的有效且真实的初始湿度cO。换句话说，已经验证仅控制过程变量(例如，干燥空气比流速、空气流的温度和含水量)是不够的，而是必须考虑由进入料斗的材料的初始湿度cO所表现的变化性。如果画出材料的剩余湿度值Cf与材料在料斗中的停留时间τ的关系的图，假设上述过程变量(比流速k、处理温度Τ、露点温度Tdew)是恒定的，那么，可以看到曲线如何根据材料的初始湿度值cO而变化。如果待处理的材料具有cOl的初始湿度，在TO的处理温度下使其脱水，具有比空气流速kO和TdO的露点温度，那么，材料将在停留时间τ之后以cfl的最终湿度离开处理料斗。不同地，如果待处理的材料具有c02 > cOl的初始湿度，那么，为了以相同的停留时间τ达到相同的最终剩余湿度cfOl，必须增加比空气流速kO和/或处理温度Τ0，和/或必须减小干燥空气流的露点温度Tdew。操作性地，在装载颗粒状材料的步骤b)的过程中，进行测量颗粒状材料的初始湿度cO的步骤C)。基于装载过程中发现的值，根据将达到的剩余湿度值Cf和在料斗中的预定停留时间τ，精心设计数据(优选地，通过控制单元50，CPU来自动地进行)，计算过程变量(比流速k、处理温度T和含水量)的正确值，并适当地启动干燥空气发生器20 (由此，意味着通风装置，以及加热装置，如果需要的话)。特别地，基于所测量的初始湿度值cO，发生器20将按照以下公式Q = M*k，根据小时生产率(由变换机M施加，由料斗供应)以速率Q供应脱水的空气。其中，k是空气流的比速率，如已经所述的，其通过相关性或算法而与初始湿度值 cO以及与材料的类型相关。为了这种目的，将根据需要启动通风装置21，通过速度变化装置22调节比流速(specific flow rate,比潦)。根据过程变量的值，可以启动加热装置24(如果需要的话)，以将空气流加热至期望的温度T，并且，可以启动发生器的吸附装置26的控制系统，以使空气流达到期望的含水量(以露点温度Tdew测量)。
优选地，根据本发明的脱水方法包括步骤f)根据节能逻辑，基于测量的颗粒状材料的初始湿度值，一旦逐渐装入料斗中的颗粒状材料的初始湿度CO改变，则通过作用于发生器20的功能来调节空气流的脱水能力。操作性地，通过改变比流速k和/或气流的温度T和/或气流的含水量(被定义为Tdew)，来进行脱水能力的调节。如上所述，可以通过利用速度变化装置22作用于发生器20的通风装置21，来调节比流速K。可通过加热装置(例如加热单元24)来调节干燥空气流的温度T。可通过根据需要改变通过吸附装置的空气流，来调节干燥气流的含水量，例如，通过使一部分空气流绕过分子筛脱水塔。有利地，可以在以下两个过程中应用根据本发明的方法，一个是在在静止状态下起作用的过程中，即，在对料斗预装载颗粒状材料时变换机M未启动，另一个是在在动态状态下起作用的过程中，即，在已脱水的材料开始离开出料口 12时继续将未处理的材料供应至料斗中，例如，通过安装在进料口 11中的进料装置来供应。将理解，根据本发明的方法可以连续地对两种类型的功能来应用，或者仅对这两种类型的功能中的一种来应用。对于动态运行，该方法由此包括步骤i)通过所述出料口 12从料斗10清空经受脱水处理的颗粒状材料。如将在下面进一步描述的，调节步骤f)在在动态状态下起作用的过程中更有用， 假设，在此功能模式中不能改变在料斗中的停留时间τ，这与在静态模式下起作用的过程中不同，此时材料没有排出且由此只有对此参数的干涉是可能的(延长或缩短材料在料斗中的停留)。有利地，测量进入料斗10的颗粒状材料的初始湿度cO的步骤C)可以以At的时间间隔重复，优选地，该时间间隔不比材料在料斗中的停留时间τ长。根据本发明的一个特别优选的实施方式，脱水方法包括步骤g)测量离开料斗10 的颗粒状材料的剩余湿度Cf。调节步骤f)还与在测量步骤g)中测量的离开料斗的颗粒状材料的剩余湿度值Cf相关地进行。更具体地，在静态起作用的过程中，假设脱水已经以过程变量的预定的值开始，对出料口 12附近的材料的一部分(其可能已经完全处理或仅部分处理)执行颗粒状材料的剩余湿度Cf的测量。一旦已经获得剩余湿度值Cf，便可以进行调节步骤f)。根据待脱水的材料的类型，以及所测量的初始湿度值c0，可能改变与干燥空气流相关的过程变量的值 (比流速k、温度T和含水量Tdew)。在此阶段中，也可以考虑在动态生产过程中所需的小时生产率，以便针对后续的阶段正确地重新设置过程变量(例如，假设随后将供应的材料具有基本上相同的初始湿度值cO)。优选地，在启动发生器之后的一时间t之后，执行测量颗粒状材料的剩余湿度Cf 的步骤g)，所述时间t小于颗粒状材料在料斗中的停留时间τ (估计的或预定的)。基于所测量的剩余湿度值Cf和要达到的剩余湿度值，可以启动或可以不启动颗粒状材料到下方的变换机的供给，例如，通过启动定位于出料口下面的进料装置(例如，其可能由螺旋进料机构成)。如果在步骤g)中测量的颗粒状材料的剩余湿度值Cf小于或等于预定值，那么，使得能够供给材料以提供所处理的材料，开始进行动态功能。由此，减小物品生产的等待时间，并实现已经在静态功能过程中实现的设备的节能。如果在步骤g)期间测量的剩余湿度值Cf大于预定值，那么，使得不能够供给材料，且处理继续进行，调节过程变量和/或改变停留时间。可以及时地重复与步骤g)相对应的测量操作。有利地，可以利用回收系统(未在附图中示出)将湿度值不符合所需规格的少量离开颗粒状材料运送回料斗的顶部，以进行进一步脱水。有利地，特别是对于动态功能，前述的测量离开料斗10的颗粒状材料的剩余湿度 Cf的步骤g)以时间间隔At重复，该时间间隔At不比材料在料斗中的停留时间τ长。优选地，根据本发明的方法包括步骤h)存储在步骤C)和g)中测量的初始湿度值c0和剩余湿度值Cf。在不考虑控制离开材料的剩余湿度的情况中，存储的步骤h)可以仅限于初始湿度值cO。有利地，初始湿度值cO可以与定义空气流的脱水能力的相应过程参数一起存储。在调节步骤f)中，认为剩余湿度值Cf与在同材料在料斗中的停留时间τ相当的较早时间间隔时测量的初始湿度值cO相关。特别地，在调节步骤f)中，将随着时间逐渐测量的初始湿度值cO认为是对进入料斗的颗粒状材料的量加权的值，来调节脱水能力，并且，脱水能力可与这些加权值中的每个值暂时地相关。这样，过程变量的调节可以逐渐地且连续地适应于料斗中的材料的有效需求，将所述有效需求认为是各种输入的平均值(将所述各种输入理解为具有不同的初始含水量的材料)。优选地，如以上描述根据本发明的设备时所提到的，通过定位于料斗10的进料口 11处的、微波共振类型的至少一个第一湿度测量装置40，来进行测量初始湿度CO的步骤
C) O以相同的方式，通过定位于料斗10的出料口 12处的、微波共振类型的至少一个第二湿度测量装置60，来进行测量剩余湿度cf的步骤g)。微波共振类型的湿度测量装置40、60包括至少一个共振室。优选地，在腔室封闭时进行测量，以减小误差，如上面已经说明的。现在将参考图3所示的流程图，描述特别是应用于动态功能的优选的控制逻辑。应这样读图，假设系统已经利用了用于过程变量的一组派定值，例如，从静态功能的之前的阶段得到，或简单地从伴随有动态功能的之前的阶段得到。更具体地，在第一个I/O块，定位于出料口下方的第二测量装置将测量离开料斗的材料的剩余含水量Cf。然后，下一个控制块将验证剩余湿度值是否在间隔[Q-N，Q+N]内， 其中，值Q是材料的继续进行颗粒状材料到最终产品的转换所需的剩余湿度值，N是预定的公差值。如果值Cf不在上述间隔内，那么，下一个控制块将验证上述所测量的值Cf是否低于阈值Q-N(即，材料比所需要的更干)。如果验证了这种条件，那么，下一个处理块降低空气流的脱水能力(例如，通过将空气比流速减小一定的值Ak，和/或降低温度T和/或降低含水量，即Tdew)。反之亦然，如果不满足之前的条件(cf <Q_N)且cf的值由此超过阈值Q+N(即，材料比所需要的更湿)，那么，增加空气流的脱水能力。从脱水能力变化块(空气流的比速率和/或处理温度和/或露点温度的变化)，下一个I/O块修改过程参数的数据库。更具体地，根据在处理之前较早测量的初始湿度值，修改过程变量(例如，空气比流速和/或处理温度和/或露点温度)的参数表，例如，在处理之前较早测量的所述第一初始湿度值是利用位于料斗顶部的第一含水量测量装置在时间t_ τ (其中，τ是材料在料斗中的停留时间)中测量的。下一个块是访问包含新的脱水参数的数据库，所述新的脱水参数是基于初始湿度值通过气态流体的上述变量的变化来修改的。结束之前的最后一个I/O块(脱水系统关闭)是初始湿度的测量。在时间t+Δ τ，再次开始，以颗粒状材料的最终剩余湿度的读数为起点；时间 Δ τ可以相当于停留时间τ或相当于更低的值。如已经针对脱水参数与初始湿度的可靠对应所提到的，必须等待材料通过两个含水量测量装置所需要的时间，其与停留时间相当。可能注意到，使用两个测量装置40、60(—个在料斗的进料口 11，一个在料斗的出料口 12)，并应用以上参考图3描述的控制逻辑，可跟踪所有过程变量，特别是要经受脱水的材料的初始湿度。此外，由于两个测量装置40、60和控制逻辑的原因，该系统能够自发地学习。事实上可能观察到，即使相对于相同的聚合物，某些类型的颗粒也可能(例如)在粒度大小方面不同。结果，根据初始湿度而定义以在处理之后达到预定剩余湿度值的空气比流速和/或处理温度和/或露点温度的值可能是不正确的。由于根据本发明的方法的原因，不用执行初步试验，便可发现根据初始湿度的过程变量的正确的值。因此，该系统能够自学习。本发明使得可能实现许多优点，其中部分优点已经描述过。与现有技术的传统解决方案相比，即使在存在可变处理条件的情况下(特别是由于装入料斗中的材料的特性的变化性)，根据本发明的脱水方法和设备也允许达到与预定值相当的颗粒状材料的剩余湿度值。根据本发明的脱水方法和设备使得可能明显地减小脱水处理的能耗，使过程变量适应于待处理的材料的有效需求。特别地，即使在存在可变处理条件的情况下，根据本发明的脱水方法和设备也允
许保持高能量效率，。根据本发明的脱水方法使得可能实现对所处理的材料的质量具有直接好处的调节系统。可实施根据本发明的脱水方法的调节系统不太可能出现不稳定的现象。根据本发明的脱水方法还使得可能实现具有自学能力的调节系统。根据本发明的脱水设备最后是简单且制造便宜的，因为其不需要特殊的设备改进。因此，由此设计的本发明实现预期的目的。明显地，在本发明的实际实施方式中，与那些以上说明的形状和构造不同的形状和结构同时在本发明的保护范围内。 此外，所有的部件都可以用技术上等同的部件代替，并且，可以根据需要改变所使用的尺寸、形状和材料。
权利要求
1.颗粒状材料的脱水方法，所述颗粒状材料特别是塑性材料，所述方法包括以下操作步骤a)布置脱水设备(1)，所述脱水设备包括用于容纳待脱水的所述颗粒状材料的至少一个料斗(10)，所述至少一个料斗具有进料口(11)和出料口(12))；以及至少一个干燥空气发生器(20)，与用于在所述料斗(10)内分配干燥气流的装置(30)流体连接；b)通过所述进料口将颗粒状材料装入所述料斗内；c)测量进入所述料斗(10)的颗粒状材料的初始湿度(Ctl)；d)基于所测量的颗粒状材料的初始湿度(Ctl)的值，来计算通过所述料斗的为了在离开所述料斗的颗粒状材料中达到预定湿度值所需的干燥气流的脱水能力，所述颗粒状材料在所述料斗内的停留时间是固定的；e)产生通过所述料斗(10)的具有在计算步骤d)中计算的脱水能力的干燥气流。
2.根据权利要求1所述的脱水方法，包括步骤f)根据节能逻辑，基于所测量的颗粒状材料的初始湿度值，在逐渐装入所述料斗中的颗粒状材料的初始湿度(Ctl)改变时，则通过作用于所述发生器00)的功能来调节所述气流的脱水能力。
3.根据权利要求2所述的脱水方法，其中，通过改变所述气流的比流速和/或所述气流的温度和/或所述气流的含水量，来进行所述脱水能力的调节。
4.根据权利要求2所述的脱水方法，包括步骤g)测量离开所述料斗(10)的颗粒状材料的剩余湿度(Cf)，所述调节步骤f)还与在测量步骤g)中测量的离开所述料斗的颗粒状材料的剩余湿度的值相关地进行。
5.根据权利要求4所述的脱水方法，其中，测量离开所述料斗(10)的颗粒状材料的剩余湿度(Cf)的所述步骤g)以不大于所述材料在所述料斗中的停留时间(τ)的时间间隔 (At)重复。
6.根据权利要求4所述的脱水方法，包括步骤h)存储分别在步骤c)和g)中测量的初始湿度值(Ctl)和剩余湿度值(Cf)。
7.根据权利要求6所述的脱水方法，其中，在所述调节步骤f)中，所述剩余湿度值(Cf) 被视为与在一较早时间间隔测量的初始湿度值(Ctl)相关，所述较早时间间隔与所述材料在所述料斗中的停留时间(τ)相当。
8.根据前述权利要求中任一项所述的脱水方法，其中，测量进入所述料斗(10)的颗粒状材料的初始湿度(Ctl)的所述步骤C)以不大于所述材料在所述料斗中的停留时间(τ )的时间间隔(At)重复。
9.根据权利要求2所述的脱水方法，其中，在所述调节步骤f)中，通过将随着时间逐渐测量的初始湿度值(Ctl)视为对进入所述料斗的材料的量的加权值，来调节所述脱水能力， 并且，所述脱水能力能与所述加权值中的每一个暂时地相关。
10.根据权利要求1所述的脱水方法，其中，测量所述初始湿度(Ctl)的所述步骤C)至少通过定位于所述料斗(10)的进料口(11)处的微波共振类型的第一湿度测量装置GO) 来进行。
11.根据权利要求4所述的脱水方法，其中，测量所述剩余湿度(Cf)的所述步骤g)至少通过定位于所述料斗(10)的出料口(1 处的微波共振类型的第二湿度测量装置阳0) 来进行。
12.根据权利要求10所述的脱水方法，其中，所述微波共振类型的所述第一湿度测量装置(40、60)包括至少一个共振室，测量在所述共振室封闭的情况下进行。
13.根据权利要求11所述的脱水方法，其中，所述微波共振类型的所述第二湿度测量装置(40、60)包括至少一个共振室，测量在所述共振室封闭的情况下进行。
14.根据权利要求1所述的脱水方法，包括步骤i)通过所述出料口(12)从所述料斗 (10)排放经过脱水的颗粒状材料。
15.颗粒状材料的脱水设备，所述颗粒状材料特别是塑性材料，所述脱水设备包括-至少一个料斗(10)，用于容纳待脱水的颗粒状材料，具有进料口(11)和出料口 (12)；-至少一个干燥空气发生器(20)，与用于在所述料斗(10)内分配所述干燥空气的装置 (30)流体连接，其特征在于，至少包括测量所述颗粒状材料中的湿度的第一装置(40)，该第一装置 (40)定位在所述料斗(10)的进料口(11)处，以测量进入所述料斗(10)的颗粒状材料的初始湿度，以及，其特征在于，包括至少一个电子控制单元(50)，所述电子控制单元(50)根据离开所述料斗(10)的颗粒状材料必须具有的预定剩余湿度值，基于由所述第一装置(40) 测量的颗粒状材料的初始湿度值，来调节所述干燥空气发生器(20)的功能。
16.根据权利要求15所述的脱水设备，其中，所述电子控制单元(50)调节所述干燥空气发生器(20)的功能，以根据节能逻辑来改变传送至所述料斗的干燥气体流的比速率的值和/或所述干燥气体的温度和/或所述干燥气体的含水量。
17.根据权利要求15所述的脱水设备，至少包括测量所述颗粒状材料的湿度的第二装置(60)，该第二装置(60)定位在所述料斗(10)的出料口(12)处，以测量离开所述料斗 (10)的颗粒状材料的剩余湿度，所述电子控制单元(50)也基于由所述第一装置(40)测量的颗粒状材料的剩余湿度值来调节所述干燥空气发生器(20)的功能。
18.根据权利要求17所述的脱水设备，其中，所述第一测量装置(40)和第二测量装置 (60)是微波共振类型的。
19.根据权利要求18所述的脱水设备，其中，将所述第一测量装置(40)设置为，以具有比所述第二测量装置(60)高的值的测量间隔工作。
全文摘要
本发明涉及一种颗粒状材料的脱水方法和设备，脱水方法包括以下操作步骤a)布置脱水设备1，其包括用于容纳待脱水的颗粒状材料的、具有进料口(11)和出料口(12)的至少一个料斗10，以及与用于在料斗10内分配干燥空气的装置30流体连接的至少一个干燥空气发生器20；b)通过进料口将颗粒状材料装入料斗；c)测量进入料斗的颗粒状材料的初始湿度c0；d)基于所测量的初始湿度值，计算通过料斗的在离开料斗的颗粒状材料中达到预定剩余湿度值所需的干燥气流的脱水能力，颗粒状材料在料斗内的停留时间是固定的；e)启动发生器，产生通过所述料斗的具有在计算步骤d)中计算的脱水能力的干燥气流。
文档编号F26B9/06GK102455114SQ20111032957
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者雷纳托·莫雷托 申请人:莫雷托股份有限公司