专利名称：用于产生颗粒的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过熔体结晶来产生粒料的装置，具有用 于容纳熔体的喷嘴前室；用于产生熔滴的喷嘴和用于冷却所述熔滴的冷却管。另外本发明涉及一种用于通过熔体结晶来产生粒料的方法， 其中熔体被引导通过喷嘴并且产生熔滴，所述熔滴随后结晶。
背景技术：
在也被称作造粒的熔体结晶方法中，液态的熔体在冷却管的头部 上被供入并且被分成相同形态的熔滴。所述熔滴在硬化管内向下掉落并且与冷的气体流接触。在此，熔滴硬化成直径优选在0.4至2mm范 围内的颗粒。喷嘴是成滴系统的重要组成部分，所述喷嘴位于垂直的冷却管的 上端部上。位于喷嘴前室内的熔体通过喷嘴进入到设置在喷嘴下面的 冷却管内并且在此碎成相同的熔滴。为此，通常设置一个具有孔的喷嘴板，各喷嘴拧入到所述孔内。 但是喷嘴板也可以仅由具有合适尺寸的出口的板构成。热的熔体位于 喷嘴板的上侧上，而喷嘴板的下侧与具有冷气氛的冷却管邻接。对于 主要遇见的的情况一一即独立的喷嘴拧入到喷嘴板内，喷嘴的出口相 对喷嘴板具有一个显著的距离。这意味着喷嘴的出口遭受冷却管中的 冷气氛并且由被加热的熔体不足地加热。由此导致喷嘴堵塞的危险，如果熔体的温度不是足够地处于待成 滴的材料的熔化温度以上的话。但是与此相反，熔体的温度应保持尽 可能地小，以便减少用于使熔滴随后结晶的冷却耗费。发明内容因此本发明的目的是，提出一种按开头所述类型的装置和方法， 它们即使在熔体的温度与该熔体的熔化温度之间的温度差小的情况 下也能可靠地防止喷嘴的堵塞。该目的通过一种用于通过熔体结晶产生粒料的装置来解决，该装 置具有用于容纳熔体的喷嘴前室、用于产生熔滴的喷嘴和用于冷却 所述熔滴的冷却管，该装置的特征在于，设置有用于防止喷嘴过冷却 的机构。根据本发明的用于通过熔体结晶产生粒料的方法的特征在于，防 止喷嘴过冷却到一个温度，熔滴在该温度时在喷嘴中结晶，其中熔体 被引导通过喷嘴并且产生熔滴，所述熔滴随后结晶。根据本发明，防止喷嘴过冷却，也就是说防止它冷却到一个温度 上，在该温度时熔滴已经在喷嘴中结晶。这可以通过以下方式实现， 即设置合适的用于加热喷嘴的机构和/或使喷嘴与位于其下的冷却管 的冷气氛热屏蔽。换言之或者可以对喷嘴主动地输送热量或者可以 降低排出到冷气氛的热量。由此可能的是，喷嘴前室内的熔体保持在一个温度上，该温度仅 稍稍超过待成滴的材料的熔化温度。被加热了的熔体在喷嘴内不冷却 到其硬化温度以下并且从而不堵塞喷嘴。"喷嘴"在此理解成所有形 式的本体或开口，它们适用于将熔体分成单个的液滴。在一种优选的实施形式中，喷嘴被加热，被加热了的熔体以熔滴 形式从所述喷嘴排出。在另一优选的实施形式中，喷嘴设置在喷嘴通 道内，所述喷嘴通道在喷嘴出口的下游构成一个朝冷却管敞开的排出 室。熔滴从喷嘴的排出不是直接在冷却管的冷气氛中进行，而是在设 置在喷嘴开口前面的排出室中进行。排出室虽然是向着冷却管的方向 敞开，使得熔滴可以毫无障碍地进入到冷却管内。但是在排出室中建立一个相对于在冷却管内的气氛稍热的缓冲气氛，该缓冲气氛防止喷 嘴出口被这样程度地冷却，使得熔体在那儿硬化并且堵塞喷嘴。有利的是，除了用于加热喷嘴的机构之外还设置用于加热位于喷 嘴前室内的熔体的独立机构。有利的是，喷嘴前室中的熔体被用液态 的载热体、尤其是热油以间接的热交换加热。为此，喷嘴前室的壁例 如可以构成为双层套，载热体在其中间腔内流动并且间接地加热熔体 或者使其保持在期望的温度上。因此，熔体被受控制地保持在一个温 度上，该温度与待成滴的材料的熔点具有足够的间隔。如果熔体的加热与喷嘴的局部加热无关地进行，那么这具有优 点，即喷嘴的温度可以在宽的范围内调节，而不会例如过度加热熔体。在本发明的一种优选的构型中，用于加热喷嘴的机构具有电加热 元件。电加热元件例如可以构成为柔性的、通过电阻加热的加热带， 该加热带单层或多层地缠绕或编扎在喷嘴上。取代电加热元件地，喷嘴借助于载热流体的加热也被证实是有利 的。优选喷嘴被液态的载热体环绕冲刷并且在此加热到期望的温度 上。喷嘴的加热和熔体的加热可以分别通过独立的加热装置进行或 者通过一个共同的加热装置进行。如果熔体通过间接的热交换用载热 体例如热油加热，那么例如载热体的一部分可以通过连接管道分支并 且输送至喷嘴，以便也能环绕冲刷所述喷嘴。有利的是，熔滴的产生通过如下方式得到支持，即在喷嘴前室中 产生受控制的过压。这优选通过将惰性气体尤其是气态氮导入到喷嘴 前室的顶室内进行或者通过流体静力学的压力进行，该压力可以通过 熔体进入到喷嘴前室内的输入高度来调节。同样已经证实有利的是，使喷嘴前室内的熔体振动，由此在熔体 中引起局部的压力差并且将熔体输送通过喷嘴。有利的是，从喷嘴出来的液滴在随后的冷却管内以直接的热交换 通过冷的气态氮冷却及预凝固。熔滴的完全结晶或完全硬化在冷却管 内不强制地实现。优选熔滴的最终凝固在由液态氮构成的池中进行。 穿过冷却管落下的并且预凝固成粒料的熔滴在氮池内完全结晶并且 借助于出料系统从氮池中输出。在造粒设备运行时产生的气态氮优选被用于钝化(inertisierung)，特别优选用于灌装容器的钝化。本发明尤其适用于应用在温度介于40°C与300°C之间的熔体中。这种熔体通常涉及来自精细化工和特种化工的材料、例如作为化妆品工业的中间产物的不饱和脂肪酸或者用于喷墨打印机油墨的颜料颗粒。在此熔体通过加热转变为液态状态。本发明与公知的用于造粒的装置或方法具有大量优点 根据本发明，熔体仅被加热到材料的熔点以上一点，因此节约了加热能量。此外，降低了用于随后硬化所产生的熔滴所需的、例如低温氮形式的冷却能量。此外，还能毫无问题地加工较敏感的熔体，所述熔体通过过度加热被损坏。避免了由于提前硬化的熔体导致的喷嘴堵塞，因此造粒过程仅需在更换产品时停止。取消了在其他情况下喷嘴堵塞时对喷嘴必需的费事的清洁。因此实现设备的较高的生产率。本发明的装置简单且稳固地构成，可简单调节地且可以广泛地使用。视实际情况而定，设备的尺寸、其直径和高度以及喷嘴的数量、大小和布置可以简单地改变。
下面借助于在附图中示出的实施例详细解释本发明以及本发明 的其他细节。在此示出图1示出按现有技术的造粒设备， 图2示出按本发明的造粒设备，图3示出按本发明的造粒设备的变形方案，图4示出本发明的另一变形方案，图5还示出本发明的替代的实施形式。
具体实施方式
图1示出用于通过熔体结晶产生粒料的所谓的造粒设备的成滴系 统，如由现有技术公开的那样。 一个喷嘴前室l位于示出的装置的头 部上， 一种瑢态的材料进入到该喷嘴前室内。喷嘴前室l借助于热的 热油保持在材料的熔化温度以上的温度上，该热油位于围绕该喷嘴前 室l的环形通道2中。喷嘴前室1的底部3具有多个孔4,喷嘴5被从下面拧到所述孔 中。喷嘴5的喷嘴出口 6具有一个起始于喷嘴前室1的底部3的与喷 嘴5的长度有关的距离7。在设备正常运行时，熔态的材料由喷嘴前室1通过受控制的过压 导入到喷嘴5内，所述喷嘴将连续的熔体流分成细小的熔滴8。熔滴 8穿过一个设有视窗10的可视区段9落下。通过视窗10可以观察且 监控成滴过程。一个冷却管11连接到可视区段9上，熔滴在该冷却管内直接与 由冷的气态氮构成的气氛接触、被冷却并且在此结晶成期望的粒料。在该公知的装置中，在受到冷的氮气氛的喷嘴出口 6与喷嘴前室 1的底部3之间的较大的距离7会导致问题。喷嘴5被周围的冷气氛 强烈地冷却并且反之通过热的熔池仅微小的加热，因此喷嘴5中的熔 态熔滴部分地这样程度地冷却，使得所述熔滴至少部分地结晶并且将 喷嘴出口 6堵塞。在图2中示意性示出根据本发明的造粒设备。具有用于容纳热的 热油的、围绕着的环形通道12的喷嘴前室1如在图1中示出的设备 中一样地构成。喷嘴前室1的底部3同样具有带可拧入的喷嘴5的孔4。具有喷嘴5的孔4优选设置成圆环形的。但是具有喷嘴出口 6的喷嘴5不是直接伸入到位于其下的可视区 段9或冷却管11的冷气氛内，而是位于喷嘴通道12内。为此设置一 个良好导热的、通常金属的喷嘴容纳体13，该喷嘴容纳体在按图2的 实施形式中具有圆柱体的形式。在喷嘴容纳体13内向着圆柱体轴线 的方向钻削喷嘴通道12，该喷嘴通道的布置和直径相应于喷嘴5的布 置和尺寸。喷嘴容纳体13的高度这样选择，使得该高度超过喷嘴5 的喷嘴出口6与底部3的距离7。喷嘴容纳体13与喷嘴前室1的底部3 —起构成一个单元，使得 喷嘴5容纳到喷嘴通道12内。通过这种方式，喷嘴5不直接地受到 冷却管11或可视区段9的冷气氛。此外，熔池的热能量的一部分经 由喷嘴容纳体13引导至喷嘴5。因此视喷嘴通道12的长度的而定， 喷嘴5的冷却这样程度地降低，使得喷嘴5内的熔体不再硬化及堵塞 喷嘴。附加地，在按图2的实施形式中还设置一个空心圆柱形的加热元 件14，该加热元件包围喷嘴容纳体13。加热元件14例如可以被电加 热或者类似于环形通道12地装载有热的热油或另外的载热体。为了 固定和隔离加热元件14，将一个优选尽可能不良导热的加热元件支架 15通过螺钉连接16固定在喷嘴容纳体13上。借助于加热元件14可以将喷嘴5和喷嘴通道12周围区域的温度 在宽的温度范围内调节。优选加热元件14与喷嘴前室1中的熔体的 加热方式和/或度数无关地工作。喷嘴5的温度在此这样选择，使得它 在冷却管11中的冷气氛的影响下不是太强地冷却并且避免由于硬化 的熔体导致的喷嘴出口 6的堵塞。在加热元件14的下方设置可视区段9，该可视区段在这种情况下 设有一个例如由树脂玻璃构成的环绕式视窗10，该视窗允许从所有面不受限制地观察成滴过程。图3示出本发明的另一构型，其中喷嘴5的加热用这样的加热装 置进行，该加热装置与使喷嘴前室l内的熔体变热的加热装置一样。 在图3中示出的实施形式中也设置一个喷嘴容纳体13，该喷嘴容纳体 设有用于容纳喷嘴5的喷嘴通道12。喷嘴容纳体13在这种情况下敷 设在喷嘴前室l内。具有载热体、例如热的热油的环形通道2不仅围 绕喷嘴前室1而且围绕喷嘴容纳体13。通过这种方式，喷嘴容纳体 13通过位于环形通道12内的载热体加热，该喷嘴容纳体由良好导热 的材料构成并且将热量继续引导到喷嘴5上。在图4中示出本发明的另一优选的构型。喷嘴容纳体17在这种 情况下构成为空心体。喷嘴通道由套筒18构成，所述套筒伸入到空 心的喷嘴容纳体17内。喷嘴容纳体17具有用于载热体的输入部19 以及输出部20，该载热流体过喷嘴容纳体17的内部并且在此环绕冲 刷套筒18。根据图4，为了加热喷嘴前室l内的熔体及为了加热喷嘴 容纳体17使用同样的加热剂。为此，加热剂通过在环形通道2与喷 嘴容纳体17之间的柔性的连接管2K 22循环。图5示出用于加热喷嘴5的另一变形方案。加热元件构成为柔性 的带23，该带直接在一个、两个或多个位置巻绕在喷嘴5上。为了固 定该带23，从下面通过间隔件或接片24将一板25固定在喷嘴前室1 的底部上。
权利要求
1.用于通过熔体结晶来产生粒料的装置，具有用于容纳熔体的喷嘴前室(1)；用于产生熔体的熔滴(8)的喷嘴(5)和用于冷却所述熔滴(8)的冷却管(11)，其特征在于设置有用于防止喷嘴(5)过冷却的机构(13、14、18、23)。
2. 按权利要求l所述的装置，其特征在于所述机构(13、 14、 18、 23)被构造为用于加热喷嘴(5)的机构。
3. 按权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述喷嘴(5) 设置在喷嘴通道(12、 18)内，所述喷嘴通道在喷嘴(5)的出口 (6) 的下游构成一个向着冷却管(U)敞开的排出室。
4. 按权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于设置有 独立的、用于加热处于喷嘴前室(1)内的熔体的机构(2)。
5. 按权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于所述用 于加热喷嘴的机构具有电加热元件(14、 23)。
6. 按权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于所述用 于加热喷嘴(5)的机构(2、 21、 19、 20、 22)也用于加热喷嘴前室(1)内的熔体。
7. 按权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于所述用 于加热喷嘴(5)的机构包括载热流体，该载热流体环绕冲刷喷嘴(5)。
8. 按权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于设置有 用于在喷嘴前室(1)内产生过压的机构。
9. 按权利要求1至8任一项所述的装置，其特征在于设置有 用于使处于喷嘴前室(1)内的熔体振动的机构。
10. —种用于通过熔体结晶来产生粒料的方法，其中熔体被引导 通过喷嘴(5)并且产生熔体的熔滴(8)，所述熔滴随后结晶，其特征在于防止喷嘴(5)过冷却到一个温度，熔滴在该温度时会在喷 嘴(5)中结晶。
11.按权利要求10所述的方法，其特征在于所述熔体通过加 热到40°C与300°C之间的温度上而转变为液相并且属于精细化工和 特种化工领域。
全文摘要
本发明涉及一种用于通过熔体结晶来产生粒料的装置和方法，具有用于容纳熔体的喷嘴前室(1)；用于产生熔滴(8)的喷嘴(5)和用于冷却所述熔滴(8)的冷却管(11)，其中，设置有用于防止喷嘴(5)过冷却的机构(13、14、18、23)。
文档编号B05B1/00GK101234314SQ20071016987
公开日2008年8月6日 申请日期2007年11月14日 优先权日2006年11月14日
发明者H-J·赖因哈特, H-R·希门 申请人:林德股份公司