绝热的熔体加工装置及其熔融加工的方法_2

文档序号:9756143阅读:来源:国知局
外表面48没有不连续处。在示例性加热器中,壁可以是与另一个壁不连续的,使得转角68通过将两个壁接触在一起而形成。根据实施方式,如图8所示,一部分(诸如加热器40的壁)的不存在,这使得加热器具有敞开结构,这与在图7中示出的封闭结构相反。
[0033]关于紧固件60,紧固件60可以是,例如,带子、条等,提供对加热器的压缩力以便使加热器40的壁结合,使加热器40保持处于筒体上的位置,防止加热器40的内表面46和筒体之间的间隙,增加加热器40和筒体之间的热接触等。紧固件60可以完全或部分地(如图7和图8中所示)布置在加热器40的周边上。在一些示例性加热器中,加热器40不包括紧固件60。紧固件60包括,例如,带扣以将紧固件60收紧并勒紧在加热器上。示例性紧固件60包括这样的带子:这些带子具有D环或其他带扣或扣环、扣钩和系紧材料、襟板(flaps)、孔眼(eyelets)、织物带子等。这样的紧固件60在没有拆开的情况下将加热器40保持在筒体上的位置处,但是通过例如操作者可以容易地操纵使其拆开。以这种方式,加热器40可以从筒体容易地并迅速地拆卸。
[0034]为了有助于结构完整性并且为了避免在熔体加工装置的加热器40和筒体之间形成间隙,可以在加热器上布置支撑体52。如图7、图8和图9所示,支撑体52可以布置在外表面48的侧面上并且包括附接引导件62,该附接引导件具有附接孔64,该附接孔用于插入,例如,与可选择的垫圈72(参照图9)接合的诸如螺栓或螺钉的紧固件70。附接孔64可以是带有螺纹或没有螺纹的通孔。附接引导件62耦接至位于加热器40中的键槽66中。键槽66锁住附接引导件62,以便支撑体52不会在无意中滑出加热器40。可替换地,键槽66相对于附接引导件62的形成过大的尺寸,使得支撑体52容易从加热器40卸下。因此,支撑体52可以从加热器40卸下或者可以永久附接至加热器。在一些熔体加工装置中,熔体加工装置的筒体包括附接联接器,该附接联接器接受来自支撑体52的紧固件70以将支撑体固定地附接至筒体。附接联接器是,例如,螺纹孔、套筒、紧固件70被压配合至其中的孔等。筒体上的附接联接器可以不穿入至发生熔融加工的筒体的核心内。
[0035]支撑体52可以整体布置在加热器40的绝缘材料42中。可以考虑到在这里没有或者部分支撑体52暴露于外部环境,而没有由绝缘材料42覆盖。
[0036]图9还示出两个加热器40和法兰盖59的组件。加热器40在法兰盖59内部彼此接触或不接触。法兰盖完全地或部分地围绕加热器40的周边。再次参考图3,应当理解,法兰14、16可以将法兰盖59内的相邻的加热器40分开。根据实例,多于一个加热器40布置在单个管体上,并且法兰盖可选地布置在彼此邻接的相邻的加热器40的接合处上。在实例中,法兰盖与加热器重叠。在此,重叠的量可进行选择,例如,为了优化熔体加工装置的操作条件、加热器的加热效率、易于接近熔体加工装置或加热器等。在一些构造中,法兰盖与加热器不重置。
[0037]法兰盖59的实施方式在图10和图11中示出。法兰盖包括绝缘材料80,该绝缘材料与包括在加热器中的绝缘材料相同或不同。图10的法兰盖59还包括插入工具的通孔84(例如,诊断工具,诸如热电偶、测隙规、高温计、扳钳等)。然后这样的工具与法兰盖布置在其上的法兰相互作用。对于某些法兰盖形状,可选择的转角包含于法兰盖59中。外表面88与形成并围绕法兰盖59中的中空核心92的内表面90相对。法兰盖59还可以包括紧固件86。法兰盖59的部分可以不存在,使得法兰盖具有如图11中的敞开构造,这与在图10中示出的封闭构造不同。
[0038]另外,法兰盖可以包括布置在绝缘材料中并且被配置为加热法兰的次要加热构件。在一些情况下,在法兰盖中不存在次要加热构件。
[0039]传感器可以应用于绝热的熔体加工装置。示例性传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、疲劳传感器、加速计等。温度传感器可以布置在筒体上以感测筒体的温度。
[0040]绝缘材料可以是热绝缘的并且可以具有比有效执行熔体加工装置中的聚合物的熔融加工的温度更大的熔融温度或热分解温度。根据实例,绝缘材料具有大于或等于600°C,并且更特别地,大于500°C的熔融温度。绝缘材料可以纤维(短的或连续的)或丝状体。示例性绝缘材料包括玻璃、陶瓷、高温聚合物等,诸如二氧化硅、玻璃纤维等。绝缘材料可以具有小于或等于按重量计的百万分之(ppm) 1000,特别地小于500ppm的硼。绝缘材料可以具有小于或等于各种材料的lOppm,诸如石棉、铅、水银、镉和砷。绝缘材料可以不含这些材料(例如,到本申请的提交日期为止利用计量标准不可测量的量)。
[0041]绝缘材料可以阻燃或抑燃。根据实例,绝缘材料是电绝缘的。对于具有外部层的加热器,外部层和绝缘材料可以是相同的或不同的材料。外部层为加热器提供防水性或耐化学性。绝缘材料的厚度不受具体限制,而是大于0.5英寸或更厚,例如,从I”至20”厚,特别地从I”至5”厚。
[0042]对于加热构件,加热构件可以是裸导线或利用高温涂层进行绝缘。加热构件是通过焦耳加热将热提供至加热器和筒体的电阻元件。加热构件可以加热至大于700°C,特别地大于600°C,并且更特别地,大于350°C。可以考虑到导线在热循环、冷却、加热、或温度浸泡期间不容易受到的氧化降解。加热构件可以是任意数量的形式,包括具有可以是圆形、椭圆形、正方形、矩形等的横截面的带、条、导线等。这样的加热构件可以是直的或卷绕的。用于加热构件的结构的电阻金属包括N1、Cr、Al、Fe、Cu、它们的合金等。示例性加热构件是镍铬合金、铬铝钴耐热钢、铜镍合金等。此外,加热构件仍然是柔性的,即使在获得高温之后,并且可容易地弯曲使得加热器符合筒体的形状。加热构件还连接至电引线,该电引线可以是导电金属,尽管其可以是与加热构件相同的或不同的电阻金属材料。
[0043]加热器还可以包括支撑体。该支撑体可以由金属、陶瓷、聚合物或包含前述中的至少一种的组合制成。这种材料可以具有与加热器的外表面的温度相一致的高的热降解性。在实施方式中,该支撑体是铝。该支撑体的形状不受限制,并且可以选择为实现熔体加工装置的加热器与筒体之间的高度热接触。
[0044]绝热的熔体加工装置具有许多优点和好处。加热器可以建立在加热器的筒体和外表面之间的明显温差。筒体的表面处的温度与加热器的外表面处的温度的差异可以大于或等于500°C,特别地大于或等于400°C,并且更特别地,大于或等于300°C。在实例中,加热器的外表面小于65°C,特别地小于40°C,并且更特别地小于35°C,而筒体的内部是从190°C至450°C。根据实例,当筒体具有对包含聚烯烃、聚碳酸酯的聚合物或者包含上述聚合物中的至少一种的组合有效进行熔融加工的温度时,加热器的外表面的温度小于或等于130°C。由于横穿加热器的温差,使得本文中绝热的熔体加工装置的操作具有减少的冷却需求以及减少的用于熔融加工聚合物的总的操作费用。
[0045]另外,由于在柔性的且适合的加热器与筒体之间的高度热接触,使得热点不存在或者基本不存在,从而使得沿着筒体产生均匀温度。此外,产品聚合物的品质超过没有该加热器操作的其他熔融加工装置,因为筒体的温度更容易由该加热器控制。因为该加热器包含绝缘材料,该加热器还避免了筒体的热量损失。例如,当聚合物通过布置在筒体中的螺旋构件而被卷入时,可以在筒体内部产生热量。然而,由于熔体加工装置的筒体上的加热器的存在,可以避免这个加热传递至周围环境。因此,与例如金属加热器相比,显著地减少功率消耗。
[0046]本文中的加热器还可以是重量轻的,并且可容易地配置为适于各种筒体形状。在实例中,加热器可以具有以下重量,即小于或等于50镑,特别地30镑,更特别地小于或等于20镑,更特别地小于或等于10镑,并且甚至更特别地小于或等于5镑。
[0047]绝热的熔体加工装置可以具有包括多个筒体部分的筒体,并且每个筒体部分可以具有插入于一对法兰之间的管,这对法兰被焊接至该管。多个加热器可以布置在筒体上,使得加热器布置在每个筒体部分的一对法兰之间的管上,并且法兰盖可以布置在相邻的筒体部分的法兰上。加热器可以被配置为沿着绝热的
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