用于进行机械、化学和/或热过程的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在产物中进行机械、化学和/或热过程的方法以及用于该方法的装置，产物处于壳体内，该壳体具有混合及清洁元件或者在至少一轴上的输送元件，通过这些元件将产物自进口输送至排出装置。
【背景技术】
[0002]这种装置还可称为混合捏合机。这类装置可用于诸多不同用途。首先言及包括溶剂回收的蒸发过程，可成批或连续且通常还在真空下实现这种蒸发过程。据此，例如可用于处理蒸馏残渣，特别是甲苯二异氰酸酯，还可用于处理化学及制药生产中产生的具有毒性或高沸点溶剂的产物残留、清洗剂及涂料污泥、聚合物溶液、在溶液聚合中产生的弹性体溶液、粘合剂及密封剂。
[0003]利用设备可进一步用于连续或成批对水润湿和/或溶剂润湿的产物进行接触式干燥，通常同样在真空下进行该过程。特别考虑应用于颜料、染料、精细化学品、盐、氧化物、氢氧化物、抗氧化剂等添加剂、热敏性药剂及维生素制品、活性物质、聚合物、合成橡胶、聚合物悬浮液、乳胶、水凝胶、蜡、杀虫剂及化学或制药生产中产生的如盐、催化剂、残渣或废液等残留物。这种方法还可应用于食品加工，例如在制造和/或处理砖乳、代糖、淀粉衍生物及藻酸盐的过程中用于处理工业污泥、油泥、生物污泥、纸污泥、涂料污泥并普遍用于处理粘性、成壳、黏糊状产物、废料及纤维素衍生物。
[0004]在混合捏合机中，通常可在熔体中连续发生聚缩反应，主要用于处理聚酰胺、聚酯、聚醋酸盐、聚酰亚胺、热塑性塑料、弹性体、硅树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、除垢剂及废料。举例而言，在甲基丙烯酸衍生物的本体聚合之后，聚合物熔体产生聚缩反应。
[0005]还可发生聚合反应，同样地，该聚合反应通常也是连续进行。这应用于聚丙烯酸酯、水凝胶、热塑性聚合物、弹性体、间规聚苯乙烯及聚丙烯酰胺。
[0006]在混合捏合机中，可发生脱气和/或脱挥发份作用。这应用于单体聚合(共聚)之后或者聚酯或聚酰胺熔体缩合之后的聚合物熔体、用于合成纤维的纺丝液以及固态的聚合体或弹性体颗粒或粉末。
[0007]更广泛而言，可在混合捏合机中发生固相、液相或多相反应。这特别适用于氢氟酸、硬脂酸盐、氰化物、聚磷酸盐、三聚氰酸、纤维素衍生物、纤维素酯、纤维素醚、聚缩醛树月旨、磺胺酸、铜酞菁、淀粉衍生物、聚磷酸铵、磺酸盐、杀虫剂和肥料处理中的逆反应。
[0008]此外，还可发生固态/气态反应(如羧化作用)或液态/气态反应。这应用于处理乙酸醋、酸、科尔伯-施密特反应(Kolbe-Schmitt-Reakt1nen)，例如Β0Ν、水杨酸钠、对羟基苯甲酸及药剂制品。
[0009]在中和反应及酯交换反应中发生液/液反应。
[0010]在这种类型的混合捏合机中对用于合成纤维、聚酰胺、聚酯及纤维素的纺丝液进行溶解和/或脱气。
[0011]在颜料的处理或生产中进行所谓的冲洗。
[0012]在聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺的生产和处理中发生固态后缩聚，例如在如纤维素纤维等纤维的处理中利用溶剂连续制浆，在盐、精细化学品、多元醇、醇化物的处理中由熔体或由溶液结晶，在聚合物混合物、硅酮混合物、密封混合物、粉煤灰中(连续和/或分批)化合或混合，在聚合物悬浮液的处理中(尤其是连续)凝结。
[0013]在混合捏合机中，还可以结合多作用过程，例如加热、干燥、熔融、晶化、混合、脱气、反应，这些过程均可连续或分批进行。通过这种方式生产或处理聚合物、弹性体、无机产物、残留物、药品、食品及印刷油墨。
[0014]在混合捏合机中，还可发生真空升华/凝华，由此纯化化学预制品，例如蒽醌、金属氯化物、二茂铁、碘、有机金属化合物等。此外，还可生产医药中间体。
[0015]例如，在有机中间体(如蒽醌及精细化学品)中连续发生载气凝华。
[0016]实质上，单轴与双轴混合捏合机不同。举例而言，由第AT334328号、第CH658798A5号或第CH686406A5号专利文献已知一种单轴式混合捏合机。在此，在壳体内设置轴向延伸、装有盘状件且绕旋转轴在旋转方向上旋转的轴。这可使产物在传送方向上传输。在盘状件之间，配合件固定安装于壳体上。盘状件设置在垂直于捏合轴的平面内并在其间形成自由扇区，这些扇区与相邻盘状件的平面形成捏合室。
[0017]在第CH-A506322号专利文献中介绍一种多轴混合捏合机。其中，径向盘状件以及盘体间的轴向捏合杆位于轴上。在这些盘体之间，由另一轴啮合框架形状的混合捏合件。这些混合捏合件清洁第一轴的盘体及捏合杆。两轴上的捏合杆再清洁壳体内壁。
[0018]这种已知双轴混合捏合机的缺陷在于，由于壳体的8字形截面，两轴箱连接的部分具有薄弱处。在该部分，处理粘性产品和/或在压力下进行的过程中形成较高的应力，仅能通过复杂的构型措施对这种高应力进行控制。
[0019]举例而言，由第EP0517068B1号专利文献已知一种上述类型的混合捏合机。其中，两个轴向平行的轴在混合机壳中反向或同向旋转。由此，置于盘状件上的混合杆彼此相互作用。除混合功能之外，混合杆还旨在尽可能清洁与产物接触的混合机壳、轴及盘状件的表面，由此避免形成未混合区域。特别在高度压紧、产品硬化及成壳的情况下，混合杆可延及边缘的性能导致混合杆与轴的局部机械负荷过高。特别在混合杆作用于产物移动不畅的区域会出现这种力的峰值，特别在填充度很高的情况下，尤其是填充度不受控制地攀升至100%。例如，在盘状件装于轴上的位置即存在这种区域。
[0020]此外，由第DE19940521A1号专利文献已知一种上述类型的混合捏合机，其中在捏合杆区域内的携带件形成凹槽，由此使捏合杆在轴向具有尽可能长的长度。这类混合捏合机可极佳地自动清洁所有产物触及的壳体及轴的表面，但也具有捏合杆的携带件需根据捏合杆的轨迹形成凹槽等特点，这会导致携带件的结构复杂。由此，一方面导致制备过程成本过高，另一方面导致轴及支撑元件上的机械应力出现局部应力峰值，特别是在填充度升至近100%的情况下。这种应力峰值主要发生在锐缘凹槽及厚度变化的情况下，特别是在携带件焊于轴芯的区域内，由于材料疲劳触发轴及支承件的断裂。
【发明内容】
[0021 ] 本发明的目的在于，更好地控制进口与排出装置之间产物的填充度。
[0022]为解决该技术问题，壳体截面调节成在其纵向上至少一次可变或可调。
[0023]本发明优选应用于双轴式机械。根据本发明的构思还可考虑，将本发明应用于单轴式或多轴式机械。填充量本身可通过称重传感器得以控制，本发明主要涉及对填充度的控制。对此，设置缓冲板，该缓冲板可根据产物的需求而使壳体(即通路)的自由截面变窄或扩宽。由此，可改变产物的停留时间，尤其是其填充度，并由此改变产物通过壳体的通过量，就此而言，对产物的处理过程当然也会受到影响(例如粒度)。
[0024]举例而言，在聚合反应中，将单体加入混合捏合机中并加以处理。可以液态的相态完成入料。在处理过程中，产物由于溶剂或诸如此类物质的蒸发而转化成粘性相态，最终甚至可能结粒。由此可能发生如下情况，粘性或糊状相区(Phase)越来越向挡板方向转移，然后会引起通路的堵塞。通过调整挡板或通路，可确定这种糊状相区在混合捏合机中的空间布置并使其受到限定。这还有助于于确保混合捏合机的操作安全性。特别地，甚至在粘性制剂的情况下，实践证明这种可调节的挡板特别有益。另一优势在于，所需的交联剂也明显更少。
[0025]较佳地，这种位置可调的缓冲板位于壳体与到排出装置的过渡部分之间的区域内，但根据本发明的构思亦可包括壳体内的其他位置。
[0026]在优选的实施例中，缓冲板还应配备固定挡板，其中缓冲板可沿着该挡板移动。当然，挡板本身已在某种程度上使壳体截面变窄，但仍留出产物可畅通的通路。此后，经由位置可调的缓冲板使该通路的截面发生变化。
[0027]本发明另一构思涉及的内容在于，轴不仅贯穿壳体本身，还贯穿随后的排出装置，其中在排出装置区域内的轴上还额外设置其他的输送元件，这些输送元件可视需要进一步对产物进行处理。在优选的实施例中，就此可设置将产物向下压入排出装置的输送元件和/或向回输送产物的元件。据此，毫无疑问可避免在排出装置中发生堵塞。
[0028]本发明的还一构思涉及的内容在于，轴本身分为至少两个温控区，向所述温控区施加调温介质。对此，可将调温介质调成不同温度，从而实现在一个区域加热产物，而在另一区域冷却产物。
[0029]在另一设置中，排出装置还配备专用的余汽排放口。其优势在于，排出装置中的产物本身仍被余汽围绕，这在一定程度上会使产物得到润滑，从而避免产物附着在排出装置的壁部上。
[0030]在进口与排出装置之间未设置任何聚汽室(Dom)/管接件(Stutzen)可以使机械在受控的高填充度条件下运行。这对于减少团块尤为重要。这种工作方式称作“无结块工艺”。
【附图说明】
[0031]通过以下优选实施方案的描述并参照附图对本发明的其他优点、特征和细节加以阐述。
[0032]图1表示根据本发明用于进行机械、化学和/或热过程的装置的侧视示意图；
[0033]图2表示根据图1所示装置沿线I1-1I的剖视图；
[0034]图3至图5表示根据本发明的混合捏合机壳体的截面狭窄部位的其他实施方案的
示意图。【具体实施方式】
[0035]根据本发明用于进行机械、化学和/或热过程的装置P包括壳体1，该壳体具有用于待处理产物的进口 2。壳体I可构造成可加热的壳体，具有腔室(图中未示)的特定壳套3可为其提供加热，加热介质在所述腔室中流动。
[0036]壳体本身由两条轴4、5穿过，混合及清洁元件或输送元件6位于这两条轴上。轴4/5在输送方向X上延伸。在优