使用转动机来使粘性材料结晶的方法和系统

文档序号:1803330 发布日期:2021-11-05 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 使用转动机来使粘性材料结晶的方法和系统 (Method and system for crystallizing viscous materials using a rotary machine ) 是由 汶勒·西芒 于 2020-03-19 设计创作,主要内容包括:一种用于使粒状粘性聚合物材料结晶的转动机结晶器包括壳体,该壳体用于以可旋转的方式对辊上的可移动的面板鼓状件进行支撑。可移动的面板可以由透明的热隔离材料制成。该鼓状件通过入口斜槽接收热颗粒流,并且鼓状件和内部搅拌器的转动作用保持颗粒相对于彼此运动以防止结块,直至所述颗粒达到所需的结晶度并且不再是粘性的。沿着鼓状件的长度以间隔的方式设置有隔板,以减慢颗粒穿过该鼓状件的流动,从而增加停留时间。在鼓状件的出口端附近设置有阻尼板,以帮助在鼓状件内构建颗粒床,并且该阻尼板还对颗粒在鼓状件内的停留时间进行控制。(A rotating machine crystallizer for crystallizing particulate viscous polymer material includes a housing for rotatably supporting a movable panel drum on a roll. The movable panel may be made of a transparent thermal insulating material. The drum receives the hot stream of particles through an inlet chute and the rotating action of the drum and internal agitator keeps the particles moving relative to each other to prevent agglomeration until the particles reach the desired crystallinity and are no longer sticky. Baffles are provided at intervals along the length of the drum to slow the flow of particles through the drum, thereby increasing residence time. A damping plate is provided near the outlet end of the drum to help build up the bed of particles within the drum and also to control the residence time of the particles within the drum.)

使用转动机来使粘性材料结晶的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求获得2019年3月22日提交的美国临时专利申请62/822,701的优先权和权益。

技术领域

目前公开的主题总体上涉及使用转动机来帮助使材料结晶的系统和方法,特别是使用转动机作为用于某些可结晶聚合物的结晶器的系统和方法。

背景技术

某些聚合物在经历了熔体挤压和造粒后,由于施加在所产生的颗粒上的某些条件,该聚合物将开始以颗粒的形式结晶。诸如从聚合物加热颗粒、冷却颗粒、机械变形或溶剂蒸发之类的条件都会导致结晶化的发生。结晶化会影响聚合物的光学、机械、热和化学特性,并且结晶化在聚合物颗粒中通常是所期望的效应。

在流体下造粒系统中,当从挤出的聚合物熔体产生的切割颗粒在切割室流体内进行冷却时,颗粒的温度下降直至该温度低于熔化温度Tm,此时该颗粒以颗粒的物质形态被冻结。此时,晶体的生长可以通过另外添加折叠的聚合物链部段来实现,并且这种晶体的生长仅对于低于熔化温度Tm和高于玻璃转化温度Tg的温度发生。更高的温度会破坏分子排列,而低于玻璃转化温度,分子链的运动会被冻结。因此,重要的是将颗粒保持在允许结晶化持续很长时间直至达到所期望的结晶度的温度处。对于一些材料,这可能需要几秒钟,而对于其他材料,这可能花费几分钟、几小时、或甚至更长的时间。此外,对于某些材料,颗粒保持粘性并且相互黏附,直至达到所需的结晶度,此时所述颗粒可能会变得较少粘性且自由流动。

已经提出了一些方法和装置来帮助可结晶的聚合物颗粒的结晶化。例如,在对颗粒进行切割和干燥后,可以将颗粒储存在筒状件中,在该筒状件处,通过迫使诸如空气、氮气或惰性气体之类的加热的气体长时间通过颗粒直至达到所需的结晶度,而可以使所述颗粒处于结晶化温度范围内。对于在结晶期间可能是粘性的材料,在加热的筒状件内需要用于搅拌的一些装置以保持颗粒不互相黏附,直至所述颗粒因结晶化而失去粘性。这是能源密集型的并且因此是昂贵的工艺。

有助于造粒材料结晶化的另一种方法是Gala Industries工艺,如美国专利8,361,364和9,032,641所示例的那样,这两个专利通过引用完全并入本文中,在一些实施方式中,该工艺使用被注射到造粒机的切割室与离心式干燥机之间的浆液管道中的压缩气体来加速颗粒进入干燥机,因此减少所述颗粒在冷却流体中的停留时间。由此,颗粒保留所述颗粒的内部热的大部分,从而将所述颗粒的温度维持在Tg与Tm之间的结晶化范围内。然后,颗粒可以从干燥机经由振动输送机输送至隔离的容器,在该隔离的容器处,保留的内部热继续使颗粒结晶。如果颗粒具有在结晶期间是粘性的性质,则必须提供某种形式的搅拌,直至颗粒达到使这些颗粒的粘性降低的结晶度。对于在造粒直至达到降低粘性的所需结晶度水平时非常粘的某些材料,已经发现的是,振动输送机不能提供足够的搅拌来防止颗粒的结块。

由Nordson/BKG销售并在美国专利8,324,339中描述的另一种方法是Crystall工艺,该工艺尤其用于PET材料。在Crystall系统中,由水下造粒机产生的热PET颗粒在热水(最高95℃)中通过封闭的输送管道快速运送至颗粒干燥机,在该颗粒干燥机处发生颗粒冷却和固化。这种输送介质以及在模具头部与干燥机之间的短距离是保护热免于熔体加工的关键。颗粒在离开干燥机进入到振动输送机上时处于150℃至160℃范围内的温度。这使颗粒处于持续的运动中、产生均匀的热能分布、以及防止颗粒在结晶化发生时黏附在一起。与在Gala工艺的情况下一样,虽然这种方法对PET来说可能是有效的,但具有高度粘性的材料在结晶期间趋于结块,即使在振动输送机提供的有限搅拌的情况下也是如此。

试图防止粘性材料结块直至所述粘性材料被结晶的另外的方法是使用Bepex公司制造的Torusdisc桨式干燥机(Paddle Dryer)来在颗粒离开干燥机后向颗粒添加热并且对颗粒进行搅拌。与在加热的筒状件方法的情况下一样,从能源成本的角度来看,向颗粒添加热是昂贵的。此外,该Torusdisc不能做好防止高粘性材料的结块的工作,而且旋转的盘对颗粒的搅动可能会导致颗粒的破裂,并可能产生不可接受量的材料细粉。

在结晶化过程中防止材料结块的另一种方法是NovatecTMCCR系统,该系统在筒状件类型容器内使用搅拌桨来对容器内的材料进行搅拌。在这种系统中,搅拌器并不能连续不断地移动所有的颗粒,因此在桨状部通过颗粒的时间之间,结块可能会发生。为了解决这个问题,搅拌器桨状部可以以更高的速度旋转,但这趋于使颗粒破碎,并且仍然不能以连续不断的方式有效地搅拌颗粒。

因此,需要改进的系统和方法来解决上述缺陷。本公开的实施方式是针对这些考虑和其他的考虑的。

发明内容

简而言之,本公开的主题的实施方式涉及使用转动机装置以提供必要的搅拌来防止高粘性的造粒材料结块,直至可以达到所需的结晶度的系统和方法。这种材料的示例是特定等级的PLA(聚乳酸)、特定聚酯、特定TPU,等等。

与由Gala Industries制造并在美国专利9,782,705中描述的转动机装置相似的转动机装置,该专利在本文中完全通过引用并入,可以进行修改并且用于在可结晶颗粒离开颗粒干燥机时向这些颗粒提供转动作用。转动机装置的转动作用提供了与振动输送带的搅拌不同的搅拌,并且出乎意料地发现可以防止粘性颗粒在结晶和失去粘性时结块。与振动装置相比,这种转动作用以连续、滚动的形式向颗粒提供了更多的运动。此外,转动机装置的转动作用为颗粒提供了轻柔的滚动,从而避免了困扰其他搅拌装置的颗粒破碎和细粉的产生。

具体地,在一些实施方式中,美国专利9,782,705中描述的转动机装置可以通过从旋转的鼓状件移除遮蔽部段并将所述遮蔽部段替换为透明的聚碳酸酯窗面板而被改造为结晶转动机。聚碳酸酯窗面板允许观察转动机内的材料,以确保材料在结晶时不会结块。聚碳酸酯面板的另一个优点是,所述聚碳酸酯面板是防止热损失的很好的隔离体,因为重要的是将结晶颗粒的温度维持成高于Tg,并且优选地维持成接近于Tm。在其他实施方式中,遮蔽物可以由其他透明的聚合材料、或甚至透明的陶瓷或玻璃代替。在更进一步的实施方式中,如果不需要观察鼓状件内的材料,不透明的材料可以替代具有或不具有隔离表面的遮蔽物、比如实心钢或其他实心材料面板。在这方面,实心不透明面板可以设置有包括前述透明材料的较小的观察口。附加地,在入口端和出口端增加有热电偶,所述热电偶布置成使得热电偶稍部延伸到颗粒的转动床中,以监测进入和离开的颗粒的温度,并且增加了附加的热电偶来监测鼓状件内的空气温度。对鼓状件的出口端进行了另外的改型,使得颗粒将在鼓状件内保留足以允许在颗粒离开鼓状件之前获得所需的结晶度的时间。还添加了其他装置,以防止颗粒过早地从入口流动至出口,从而维持颗粒在转动机中的所需的停留时间。

因此,本公开的目的是提供一种转动机装置,该转动机装置可以用作结晶器,该结晶器用于保持粘性直至达到所需的结晶化水平为止的材料。

本公开的另外的目的是提供一种转动机装置,该转动机装置提供比振动床装置的搅拌水平大的搅拌水平,并且在粘性材料结晶时防止粘性材料结块。

本公开的又一目的是提供一种转动机装置,该转动机装置向结晶材料提供相对缓慢、平滑、滚动的搅拌,该转动机装置不会引起结晶材料的破碎、不会在材料的搅拌时产生过多的细粉、并且与环形盘式搅拌器相反,不会出现从颗粒块到周围空气的过度热损失。

本公开的更进一步的目的是提供一种转动机装置,该转动机装置用于通过利用材料的所保留的内部热来帮助材料的结晶来使材料结晶化。为此,该转动机利用隔离鼓状件,该隔离鼓状件在材料穿过转动机时对该材料的热进行保留,并且在鼓状件内设置有将颗粒以所需的停留时间保留在鼓状件中的装置。

本发明的另一目的是提供用于防止穿过入口进入转动机装置的颗粒沿着转动机的长度过早地前进的装置,从而在颗粒沿着转动机的长度朝向出口前进时维持颗粒床的均匀结晶化。为此,可以将颗粒导流板放置成刚好经过入口,这阻止颗粒围绕鼓状件飞溅并且阻止颗粒沿着鼓状件的长度过早地前进。

本公开的又一目的是提供一种具有附加空气管状部的转动机装置,该转动机装置用于向转动机鼓状件的内部提供可选的加热空气或其他气体,以帮助对鼓状件的内部进行预热,或者替代性地在必要时向材料添加热以帮助结晶。

附图说明

根据结合附图给出的优选实施方式的以下描述,本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得明显,在附图中:

图1是根据本公开的一些实施方式的具有封闭门的结晶器转动机的等距前视图;

图2示出了根据本公开的一些实施方式的具有敞开门和可旋转鼓状件的结晶器转动机的等距前视图;

图3提供了根据本公开的一些实施方式的结晶器转动机的剖面等距前视图,该结晶器转动机具有被移除的门以及可旋转的鼓状件;

图4示出了根据本公开的一些实施方式的转动机的剖面等距后视图,该转动机具有被移除的门以及可旋转的鼓状件;

图5示出了根据本公开的一些实施方式的鼓状件的等距前视图;

图6是根据本公开的一些实施方式的图5的结晶器鼓状件内部的局部剖视图,示出了热电偶的安装;

图7是根据本公开的一些实施方式的图5至图6的结晶器鼓状件的等距横截面,示出了排放端的细节;

图8示出了根据本公开的一些实施方式的图5至图7的鼓状件的排放端的横截面端视图;

图9是根据本公开的一些实施方式的在竖向上通过鼓状件的长度的等距纵向横截面,示出了颗粒床阻尼板、挡板和入口导流板的细节;以及

图10是面朝结晶转动机的入口端的等距横截面图。

具体实施方式

对目前公开的主题的各种实施方式进行了具体描述以满足法定要求。然而,描述本身并非旨在限制本专利的范围。相反,已经设想的是,所要求的主题也可以以其他方式体现,以包括与本文所描述的步骤或元素类似的与其他现在或未来的技术相结合的不同步骤或元素。

还应当指出的是,如在本说明书和所附权利要求书中使用的,单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数参考,除非上下文明确规定了其他方式。对含有“一种”成分的组合物的提及旨在包括除了所指定的成分外的其他成分。此外,在描述优选的实施方式时,为了清楚起见将采取术语。旨在使每个术语考虑每个术语的本领域技术人员所理解的最广泛的含义,并且使每个术语包括以类似方式操作来达到类似目的的所有技术等同方案。

本文中使用的术语“结晶器”、“结晶化”、“结晶”、“结晶的”和“可结晶的”都用于与聚合物分子链的部分排列相关联的过程有关。根据不同的分析方法所估计的,结晶度通常在从低于10%至高于80%的范围,因此结晶的聚合物通常被称为“半结晶”。在下面的描述中,对上述“结晶”术语的任何提及均是指“半结晶”材料,该“半结晶”材料可以具有任何程度的结晶度。

例如,本文中使用的术语“颗粒”可以包括微丸或微粒,并且可以与微丸或微粒进行互换。这种颗粒/微丸/微粒可以具有各种形状,并且具有规则或不规则形状的离散颗粒而不限制所述颗粒的尺寸的特征,这种颗粒/微丸/微粒包括片状、星状、球状、筒状颗粒、透镜状或盘状颗粒、短碎纤维、橡胶屑颗粒和/或其他形状。所述颗粒/微丸/微粒的横截面也可以是圆形、方形、长方形、三角形、五边形、六边形或其他几何形状、星形或其他装饰性设计,并且在以垂直于第一横截面的第二横截面观察时,可以是相同的或不同的。还应当理解的是,颗粒不一定是实心件,也可以包括限定开口或中空形状的颗粒。附加地,颗粒可以包括膨胀剂、发泡剂或挥发物,这些膨胀剂、发泡剂或挥发物可以部分地或全部膨胀以产生低(或较低)体积密度的颗粒。

在本文中,对诸如“具有了”、“具有”、“包括了”或“包括”等术语的使用是开放式的,并且旨在具有与诸如“包含了”或“包含”之类的术语相同的含义,并且不排除其他结构、材料或行为的存在。类似地,尽管对诸如“能够”或“可以”之类的术语的使用旨在是开放性的,并且旨在反映出结构、材料或行为不是必要的,但不使用这些术语并不旨在反映出结构、材料或行为是必不可少的。对于结构、材料或行为的限度在目前被认为是必要的,这些结构、材料或行为被确定为是必要的。

还需要理解的是,提及一个或更多个方法步骤并非对明确标识的那些步骤之间存在额外的方法步骤或介入方法步骤进行排除。此外,尽管术语“步骤”在本文中可用于暗示所采用的方法的不同方面,但除非且除了当明确要求个别步骤的顺序时,该术语不应被解释为暗示在本文中公开的各个步骤中间或之间的任何特定顺序。下文中描述的构成本发明各种要素的部件旨在是说明性的而非限制性的。将与本文中描述的部件执行相同或类似功能的许多合适的部件旨在被囊括在本发明的范围内。本文中未描述的这种其他部件可以包括但不限于,例如在开发目前公开的主题之后开发的类似部件。

为了便于理解本发明的原理和特征,下文对各种说明性的实施方式进行说明。特别地,当前公开的主题是在具有结晶器转动机的背景下进行描述的。

图1示出了本公开中所使用的结晶器转动机的一个实施方式。结晶器转动机装置的主要特征可以类似于由Gala Industries制造并在美国专利9,782,705中示出和描述的转动机干燥机装置的主要特征,该专利在此通过引用完全并入。结晶器转动机10可以具有壳体20、一个或更多个门30、颗粒入口斜槽40和框架50。如所示的,门30是关闭的,以对通常呈聚合物颗粒形式的可结晶材料在转动机10内的流动进行容纳,并且以防止不需要的物体进入转动机10。该门也有助于防止从转动机内部的鼓状件内的材料的热损失。相比之下,门30在图2中被打开,并且在图3和图4中被移除,从而使转动机10的其他部件暴露,所述其他部件包括可旋转的鼓状件60、鼓风机部段70、倾斜机构80、颗粒出口斜槽90和止动环100。

在图3和图4中更详细地示出,壳体20可以构造成对转动机10的门30和鼓状件60进行支撑。在一个实施方式中,壳体20可以包括基部22、入口面板23、出口面板24、背部面板25、上部构件26、一个或更多个连接件28和静电消散刷29。具体地,基部22可以作为水平的平台,该水平的平台对壳体20的框架50上方的其余部分进行支撑,而面板23、24和25从基部22竖向地延伸,并且面板23、24和25连接至上部构件26,该上部构件26沿着面板23、24、25的顶表面水平地延伸。

基部22可以由金属、木材或硬塑料构成,并且该基部22构造成承受鼓状件60的旋转的力和重量,并且构造成对壳体20的其余部分和门30进行支撑。例如,在一些实施方式中,基部22可以是诸如304不锈钢之类的不锈钢,该不锈钢允许用于容易焊接。在其他实施方式中,基部22可以是碳钢。在另外的实施方式中,基部22可以是铝,该铝有利地降低该基部22的重量。基部22的形状可以不同。例如,在一些实施方式中,基部22可以是矩形的并且包括四个I形梁或其他梁,所述四个I形梁或其他梁可以通过在本领域中已知的方式(例如焊接、螺栓、夹具等)彼此附接。基部22可以根据需要采取尺寸以配装结晶器转动机10的其他部件、特别是鼓状件60。

从基部22竖向地延伸的面板23、24、25可以容纳结晶器转动机10的内部部件(例如,鼓状件60、鼓风机部段70等)。入口面板23可以从基部22的入口端部(即转动机10的具有颗粒入口斜槽40的端部)竖向地延伸,并且该入口面板23可以构造成支撑颗粒入口斜槽40,因为该颗粒入口斜槽40延伸穿过入口面板23以附接至鼓状件60。入口面板23可以另外构造有浮动密封件21,以防止颗粒离开鼓状件返回穿过入口面板23。根据一些实施方式,入口结构的细节可以在前述美国专利9,782,705中找到。

出口面板24可以从鼓状件60的出口端部处的基部22(即,与颗粒入口斜槽40相反)竖向地延伸,并且该出口面板24可以构造成对鼓风机部段进行支撑,因为该鼓风机部段70延伸穿过出口面板24和鼓状件60内部。出口面板24也可以构造成防止颗粒流动超过出口面板24。在一些实施方式中,出口面板24可以包括浮动密封件21或类似的装置,以防止颗粒穿过在出口面板24与空气管状部73(图6)之间的间隙而漏出鼓状件60。该浮动密封件可以构造成允许空气管状部73被移除或被调节至所需的角度,同时防止颗粒不期望地离开鼓状件。例如,在一些实施方式中,该出口浮动密封件可以以与在转动机10的入口端部处使用的浮动密封件21类似或相同的方式构造。同样,如上面提到的与入口构型有关的内容,根据一些实施方式,出口构型的细节可以在前述的美国专利9,782,705中找到。

面板23、24、25可以由金属、木材或硬塑料构成,并且面板23、24、25构造成承受鼓状件60的旋转的力和重量,并且构造成对门30进行支撑。例如,在一些实施方式中,面板23、24、25可以由不锈钢、碳钢或铝构成。在一些实施方式中,面板23、24、25可以具有类似的尺寸。例如,在一个实施方式中,面板23、24、25可以均是具有方形底部部分和三角形顶部部分的五边形。在其他实施方式中,面板23、24、25可以定尺寸和成形为将鼓状件60和其他内部部件容纳在转动机10内。上部构件26可以由金属、木材或硬塑料构成,并且该上部构件26可以构造成对面板23、24、25的顶部在水平上进行支撑。例如,上部构件26可以由不锈钢、碳钢或铝构成。在一些实施方式中,如图3中所示,上部构件26可以形成等腰梯形,该等腰梯形具有比顶面更宽的底面。在其他实施方式中,上部构件26可以采取其他形状、比如矩形、筒形或构造成连接至面板23、24、25并且允许门30移动的其他形状。可以设想的是,上部构件26可以包括一个或更多个手柄或附接点,一个或更多个手柄或附接点用于运送结晶器转动机10。附加地,在一些实施方式中,可以基于结晶器转动机10的所需的形状来使用多个上部构件26。

在一个实施方式中,连接件28可以被定位在转动机10的入口端的相反两侧上。然而,在其他实施方式中,如果倾斜机构80被切换至转动机10的入口端,则连接件28可以被定位在转动机10的出口端上。在一些实施方式中,连接件28可以在壳体20与框架50之间形成枢转连接,如图4中所示。例如,连接件28可以包括具有孔的两个或更多个构件,两个或更多个构件经由螺栓或轴进行连接。在本实施方式中,一个或更多个间隔件可以用于将连接件28的构件分离,以帮助便于连接件28的枢转。连接件28可以随着倾斜机构80调节而相对于所述连接件的枢转点旋转。也就是说,随着倾斜机构80调节,由于连接件28保持在固定的高度处,壳体的角度、以及相应地鼓状件60的角度可以相对于水平平面增加或减少。以这种方式,倾斜机构80可以对颗粒在鼓状件60内的停留时间进行调节。在一些实施方式中,连接件28可以由金属、木材或硬塑料构成。此外,在一些实施方式中,由于连接件28可以是转动机10的活动部分,因此连接件28可以被涂油和/或涂润滑油以帮助便于移动。

在其他实施方式中,转动机10可以不包括框架50。相反,基部22可以经由线缆、绳索、梁等从上方的点被悬置。例如,在一个实施方式中,转动机10的入口端和出口端可以经由线缆悬置在地面上方。可以设想的是,转动机10可以构造成使得该转动机10距地面的高度经由线缆或框架50的可调节高度特征是可调节的。

在一些实施方式中,如图4中所示,静电消散刷29可以被安置在入口面板23的面向鼓状件60的背侧上。静电消散刷29可以从鼓状件60缓慢地吸取电荷,这可以防止操作者受到非期望地电击。为了帮助静电消散刷29缓慢地传导电荷并且防止电击,该静电消散刷29可以被放置在接触或几乎接触鼓状件60的位置中。在一个实施方式中,静电消散刷29可以从入口面板23延伸,使得该静电消散刷29可以从鼓状件60传导电荷而不妨碍鼓状件60的旋转运动。在一些实施方式中,静电消散刷29可以由任何静电消散材料构成,所述静电消散材料可以具有在约105欧姆-米至约1012欧姆-米之间的电阻率值。在其他实施方式中,转动机10可以具有接地特征,该接地特征在危险区域中可以是有利的。例如,在一个实施方式中,线或刷子可以以一角度从天花板延伸,使得线或刷子在该线或刷子旋转时保持与鼓状件60接触。例如,线或刷子可以成角度以接触鼓状件60的向下旋转的侧部。因此,线或刷子可以出于接地目的保持足够的接触,而不妨碍鼓状件60的旋转。在其他实施方式中,可以使用在本领域中已知的接地或静电消散的其他方法。

如图2中所示,门30可以包括均从壳体20的上部构件26延伸的一个或更多个鼓状件门32和一个或更多个辅助(service)门34。在一个实施方式中,门30可以一起打开和关闭。在另一个实施方式中,鼓状件门32和辅助门34可以构造成独立地打开和关闭。门30可以在所述门30向下延伸时弯曲,使得所述门30对转动机10的顶部和侧部的一部分进行覆盖。替代性地,在其他实施方式中,门30可以仅对转动机10的顶部或侧部进行覆盖。

在门30被关闭并且结晶器转动机10准备工作时,颗粒入口斜槽40可以构造成接收颗粒流并且将该颗粒流引导到结晶器转动机10的鼓状件60中。在一些实施方式中,如图1和图2中所示,以及在图3中更详细地示出的,颗粒入口斜槽40可以包括连接至导管44的漏斗状部42。该漏斗状部42可以构造成从上游部件(例如,造粒机、干燥机、脱流器或另一个转动机)接收颗粒,并将颗粒引导到导管44中。

在一些实施方式中,漏斗状部42可以是以锥形成形的并且由金属、木材或硬塑料构成。例如,在一个实施方式中,漏斗状部42可以是轧制的金属板。漏斗状部42可以具有下部开口以及较大的上部开口,该下部开口具有与导管44的直径大约相同的直径,该上部开口用于收集颗粒。在其他的实施方式中,由于导管44可以直接附接至上游部件的出口,因此颗粒入口斜槽40可以不包括漏斗状部42。

如图3和图9中所示,导管44可以是中空筒形、矩形或构造成将颗粒运送至鼓状件60中的其他横截面形状的导管。在一些实施方式中,导管44可以定尺寸为适合在最小限度的间隙空间内穿过入口面板23。可以设想的是,导管44可以在该导管的整个长度上具有相同的直径。例如,在一个实施方式中,导管44可以穿过在入口面板23中的可膨胀构件,该可膨胀构件紧密地配装在导管44周围,以防止颗粒和热穿过入口面板23漏出转动机,并且防止异物进入转动机10。可以设想的是,浮动密封件或类似的装置可以用于将导管44固定就位,并且允许颗粒进入鼓状件60,同时防止颗粒在进入鼓状件60之前从导管44漏出。在导管44进入浮动密封件时该导管44的竖向横截面可以是椭圆形或矩形的。附加地,密封件(例如,聚酰胺或含氟聚合物密封件)可以用于对在导管44与入口面板23之间的连接部进行密封。在其他实施方式中,导管44的尺寸可以随着该导管基于颗粒进入鼓状件60中的所需流量而扩大来改变。在一些实施方式中,导管44可以容纳粉末给送器(未示出)或以其他方式引入粉末或其他材料,以用于对颗粒进行涂覆,以便有助于减少所述颗粒的结块。

当待结晶的材料、例如颗粒离开导管44并且进入到鼓状件60中时,该材料倾向于弹跳离开鼓状件的内表面,并且可能在鼓状件中过早地向下游弹跳,从而导致颗粒床的不均匀结晶化。为了帮助防止这种过早的向下游流动,在图9和图10中示出的偏转器板200可以设置在刚好通过导管44的出口的材料入口端处。偏转器板200延伸到紧紧靠近于旋转鼓状件的流动区域内,从而防止材料向下游的弹跳和飞溅。偏转器板200可以附接至壳体的入口端,并且可以从该入口端悬伸,并且可以竖向地延伸到流中。为了有助于在材料由鼓状件转动时防止该材料在悬臂区域顶部堆积,可以在该悬臂区域中设置有偏转器板槽202,该偏转器板槽202允许被转动的材料流动穿过该偏转器板槽202并且返回至鼓状件以被转动。如在图10中可以看出,偏转器板200可以具有不对称的形状,该不对称的形状在鼓状件的远离颗粒流的侧部上更紧密地配装至该鼓状件,从而阻止流动,并且该不对称的形状沿流动方向在鼓状件的侧部上是更加敞开的,从而允许颗粒更通畅的流动。

在图1、图2和图4中示出了将壳体20支撑离开地面的框架50,并且在图3中更详细地示出了该框架50。在一些实施方式中,框架50可以包括一个或更多个竖向构件52、一个或更多个横向构件54、一个或更多个角部支撑构件56和一个或更多个水平构件58。框架50可以由金属、木材或硬塑料构成,并且框架50可以构造成共同地承受鼓状件60的旋转的力和重量并且构造成支撑转动机10的其余部分。在一个实施方式中,框架50可以由铝构成以限制该框架50的重量。如前所述,在其他实施方式中,转动机10可以用悬置装置代替框架50,该悬置装置构造成将鼓状件60悬置在地面上方。在一些实施方式中,竖向构件52可以沿着转动机10的四个角部延伸成靠近竖向轴线。在其他实施方式中,一个或更多个竖向构件52可以根据支撑转动机10的需要或根据期望沿着转动机10的长度间隔开。例如,在一个实施方式中,三个竖向构件52可以从壳体20向下延伸并且支撑转动机10,以防止转动机10在平整的地面上或当竖向构件52的长度不完全相同时摇晃。竖向构件52可以根据需要成形为在结构上对转动机10进行支撑。在一些实施方式中,竖向构件52可以是矩形的和直的,使得所述竖直构件52构造成以直角附接至框架50的其他部件。在其他实施方式中,竖向构件52可以是筒形的和/或弯曲的,以为其他部件提供间隙或者减少转动机10所需的地面空间。在另外的实施方式中,竖向构件52可以是中空的以减少所述竖向构件52的重量。在其他实施方式中,竖向构件52可以是实心的或者填充有材料以增加框架50的重量,从而防止转动机10移动,尽管该转动机10跟随着旋转的鼓状件60而振动也是如此。

在一些实施方式中,横向构件54可以延伸成靠近水平轴线并且将竖向构件52中的一个或更多个竖向构件彼此连接。横向构件54可以根据需要成形为在结构上对转动机10进行支撑。在一些实施方式中,横向构件54可以是矩形的和直的,使得所述横向构件54构造成以直角附接至框架50的其他部件。在其他实施方式中,横向构件54可以是筒形的和/或弯曲的,以为其他部件提供间隙。在另外的实施方式中,横向构件54可以是中空的以减少所述横向构件54的重量。在其他实施方式中,横向构件54可以是实心的或者填充有材料以增加框架50的重量,从而防止转动机10移动,尽管该转动机10跟随着旋转的鼓状件60而振动也是如此。

在一些实施方式中,角部支撑构件56可以对由竖向构件52和水平构件58中的至少一些竖向构件和水平构件形成的角部进行连接。角部支撑构件56可以是三角形的,并且可以构造成通过保持竖向构件52直立而在结构上对框架50进行支撑。也可以设想的是,角部支撑构件56可以对在框架50中的其他接合部进行支撑,所述其他接合部包括在竖向构件52与横向构件54之间的接合部。

在其他实施方式中,水平构件58可以延伸成靠近水平轴线并且将竖向构件52的顶部彼此连接。水平构件58可以构造成接收壳体20,使得该壳体20紧密地配装在水平构件58的顶部上。在一些实施方式中,水平构件可以构造成经由连接件28枢转地附接至壳体20。在一些实施方式中,水平构件58可以是实心单个表面,该实心单个表面对壳体20的底部进行覆盖。水平构件58的表面可以包括粗糙的表面以抓持壳体20,并且防止壳体20随着鼓状件60旋转而滑动。在其他实施方式中,水平构件58可以围绕壳体20的周缘。在一些实施方式中,水平构件58可以是中空的以减轻所述水平构件58的重量,而在其他实施方式中水平构件58为了强度可以是实心的。

在图4和图5中更详细地示出,鼓状件60可以构造成接收颗粒,在该鼓状件60中,所述颗粒在被引导至颗粒出口斜槽90之前保持在结晶化发生时的所需的停留时间。在一些实施方式中,鼓状件60可以包括多个可拆卸的面板62,所述多个可拆卸的面板62均经由多个旋钮64和连接件67连接至鼓状件60。面板62可以由透明材料制成,诸如玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸或其他合适的透明材料。面板62的透明度有助于当内容物在鼓状件60内转动时对鼓状件60内的内容物进行观察。重要的是能够直观地对转动的材料进行监测,尤其是在输入端处直观地对转动的材料进行监测,以能够确保任何结块的破碎正在发生,而如果没有发生结块的破碎,则采取纠正措施。玻璃、聚碳酸酯和丙烯酸也是良好的隔离体,所述隔离体有助于防止来自颗粒随着鼓状件旋转的热损失。其他材料可以用于面板62,无论是透明的、半透明的或者不透明的,但所述其他材料应具有良好的隔离性能,以用于防止从鼓状件内的热损失。如果使用不透明的材料,所述面板62可以设置有位于面板62中的观察口(未示出),以仍然允许直观地指示出鼓状件内的颗粒流动的状态。如果认为没有必要观察鼓状件的内部,则相反可以使用实心的、不透明的面板。可以另外设想的是,钢鼓状件60的整个内部或外部可以衬有隔离涂覆部或隔离表面,以进一步减少从鼓状件的内部的热损失。在每个面板62之间,鼓状件60可以包括手条状件69,以协助操作者以手动的方式旋转或输送鼓状件60。鼓状件60还可以包括两个或更多的鼓状件轮66,鼓状件轮66构造成滚动来使鼓状件60旋转。鼓状件60还可以包括一个或更多个环68,以与止动环100一起防止颗粒在通过一个或更多个开口102离开鼓状件60时漏出颗粒出口斜槽90(例如,没有面板62的部段)。可选地,在一些实施方式中,鼓状件可以包括在止动环100的下游的一个或更多个开口104,开口104由多个框架构件106进行限定。框架构件106可以沿着鼓状件60的长度延伸,并且框架构件106构造成以可附接的方式接收面板62。

旋钮64和连接件67可以具有配合元件(例如,其他连接件或孔),配合元件用于将面板62附接到框架构件106上。为了确保面板62的对准,面板框架65可以包括孔,所述孔构造成配装在连接件67周围。在一些实施方式中,面板62可以卡扣到连接件67上。

在其他实施方式中,旋钮64可以定位成以可滑动的方式对面板62(或多个面板62)的一个或更多个边缘进行接收。在将面板62的边缘滑动在旋钮64下方之后,面板62的相反边缘可以经由一个或多个连接件67紧固至鼓状件60。在该实施方式中,所需的连接件67的数量可以通过对旋钮64的使用来限制。此外,旋钮64和连接件67可以构造成拧入、夹持、闩锁和/或卡扣上,使得操作者可以在不使用工具的情况下快速地对面板62进行连接或移除。在其他实施方式中,面板62可以螺栓连接、焊接、铰接和闩锁、夹住和/或密封至鼓状件60。附加地,可以在连接点处使用密封件或垫圈,以帮助将颗粒和微丸容纳在鼓状件60内。

如图7至图9中所示,在鼓状件60的内部上,一个或更多个搅拌器61可以连接至面板框架65并且朝向鼓状件60的中央延伸。搅拌器61可以成形和定位成在鼓状件60旋转时帮助对鼓状件60内的颗粒进行搅拌。例如,在一个实施方式中,搅拌器61的横截面可以是以梯形成形的。梯形的底角可以选择成使得搅拌器61的搅拌作用可以在底角较陡的情况下增加,或在底角较浅的情况下减少。在另一个实施方式中,搅拌器61可以是L形并且形成直角,使得每个搅拌器61的一部分是垂直于另一部分的。替代性地,在其他实施方式中,搅拌器61可以形成锐角或钝角。梯形搅拌器的底角或L形搅拌器61的角可以影响颗粒在鼓状件60旋转时由搅拌器61向上运送的时间和程度。用于搅拌器61的其他几何形状也被考虑。例如,在一些实施方式中,搅拌器61可以是厚或薄的平坦条状件、弯曲的或螺旋状的,以达到期望的效果。

在一些实施方式中,在转动机10内的搅拌器61和/或其他部件可以根据需要使用各种涂覆物进行处理。例如,在一个实施方式中,搅拌器61可以使用耐磨涂覆物处理,以帮助改进所述搅拌器61的耐久性。在其他实施方式中,入口斜槽44和其他非旋转部分以及鼓状件60的任何旋转部分可以涂覆有非黏附涂覆物,以防止粘性、非结晶材料黏附至入口斜槽44和其他非旋转部分以及鼓状件60的任何旋转部分。可以设想的是,可以使用任何涂覆物或表面处理,包括美国专利8,080,196中所描述的那些涂覆物或表面处理,该专利通过引用并入本文中。

如图5中所示,手条状件69可以是U形的,并且从鼓状件60的外部向外延伸。在一些实施方式中,手条状件69可以被定位和定尺寸成在手动上协助使鼓状件60旋转或运送鼓状件60。在其他实施方式中,手条状件69可以卡扣至框架构件106,或以其他方式连接至框架构件106,以帮助将面板62固定就位。

如图4和图5中所示,鼓状件轮66可以是圆形的并且构造成被机械地驱动以使鼓状件60旋转。鼓状件轮66由于是圆形的,因此可以允许鼓状件60均匀、稳定的旋转,即使该鼓状件可能是非圆形的(例如八边形)的情况下也是如此。鼓状件轮66的外表面可以是光滑的,以对鼓状件60的稳定旋转进行改进。在一些实施方式中,鼓状件轮66的直径可以大于鼓状件60的其余部分的直径。例如,在一些实施方式中,鼓状件轮66可以具有约28英寸的直径,而鼓状件60的其余部分可以具有约20英寸的直径。根据需要可以使用对于鼓状件60和/或鼓状件轮66的其他直径。鼓状件轮66可由金属、木材或硬塑料构成,并且鼓状件轮66可以构造成支撑鼓状件60的重量。在一些实施方式中,鼓状件轮66可以是在鼓状件60与转动机10的其余部分之间的唯一附接点。在这种实施方式中,框架构件106可以构造成在鼓状件60旋转时在不弯曲的情况下维持鼓状件60的结构和该鼓状件60的内容物。此外,由于鼓状件60可以构造成搁置在鼓状件轮66上而不紧固至转动机10,因此该鼓状件60可以是可易于拆卸的以用于运送、修整或更换。

在图4和图5中详细示出,环68和止动环100可以从鼓状件60的外部延伸,并且环68和止动环100可以构造成与颗粒出口斜槽90叠置,以防止颗粒在到达颗粒出口132之前非期望地漏出鼓状件60(图6)。在一些实施方式中,环68可以仅从面板62向外延伸,而止动环100可以从面板62向外和向内延伸。在这种构型中,环68可以允许鼓状件60内的颗粒穿过颗粒出口斜槽90。在一些颗粒可能试图弹跳穿过颗粒出口斜槽90时,止动环100可以阻止颗粒沿着鼓状件60的长度移动,而相反落入颗粒出口斜槽90中。如图7至图9中所示,为了进一步帮助防止颗粒从颗粒出口斜槽90弹出,可以设置出口斜槽覆盖件101以对环68和止动环100的上部部段进行覆盖,从而防止颗粒从出口区域溅出。

在一些实施方式中,如图6中所示,止动环100可以具有孔,该孔构造成允许空气管状部73穿过该孔。可以设想的是,该孔可以构造成与空气管状部73紧密配装,或者一个或更多个密封件可以对在止动环100的孔与空气管状部73之间的任何间隙进行封闭,以防止颗粒穿过止动环100。环68和止动环100可以由金属、木材或硬塑料构成。

在环68与止动环100之间,开口102可以构造成允许颗粒进入颗粒出口斜槽90中。在一些实施方式中,如在框架构件106之间的空间所限定的开口102可以定尺寸和成形为允许所有的颗粒通过。在其他实施方式中,开口102可以定尺寸和成形为将颗粒流限制为下游过程(例如,装袋)所需的速度或体积。

在止动环100的下游,开口104可以由在框架构件106之间的空间进行限定。在一些实施方式中,颗粒被阻止穿过鼓状件60的该部段,而相应地,面板62在该部段中是无用处的。

在一些实施方式中,框架构件106可以沿着鼓状件60的整个长度水平地延伸,并且将鼓状件轮66彼此连接。框架构件106可以作为用于其他部件的结构支撑件,以连接至其他部件,所述其他部件比如为面板62、旋钮64和连接件67。在一些实施方式中,如图5中所示,框架构件106可以对开口102和104的尺寸和形状进行限定。根据框架构件106的数量,鼓状件60可以在形状上变化。在一些实施方式中,鼓状件60可以是八边形的并且包括八个框架构件106。这种八边形的形状可能比圆形的形状是有利的,因为该八边形的形状与将用于单个圆形鼓状件60的面板相比限定了更小的面板62。较小的面板62对于安装、拆卸和修整来说可以是更容易的且价格更低廉的,所述较小的面板62可以是矩形的并且在鼓状件60的整个长度上延伸,或者仅在鼓状件60的一部分长度上延伸。在框架构件106的总数增加时,鼓状件60的形状可以变得更圆,从而允许鼓状件60内的颗粒流动更加平滑。相反,鼓状件60的形状越不圆,越可以有助于防止颗粒在鼓状件60内到处被挤压时结块。

如图4中所示,以及在图6至图8中更详细地示出的,部分地设置在鼓状件60内的空气管状部73可以包括进气部段72和鼓风机部段70。进气口72可以吸入环境空气,或者可以吸入来自背面板25外部的其他气体源、比如氮气或惰性气体。鼓风机部段70可以经由一个或更多个孔口74将从进气部段72接收的空气或气体引导至鼓状件60。在一些实施方式中,空气管状部73可以是可拆卸的,从而使得该空气管状部73易于运送或者拆开以用于更换或修整。在其他实施方式中,空气管状部73可以构造成是旋转的或具有可调节的角度,该空气管状部73以该可调节的角度在鼓状件60内延伸,从而允许根据需要在鼓状件60内传送空气。在一个实施方式中,空气管状部73的直径可以为约6英寸。可以设想的是,空气管状部73可以根据需要采取任何直径或长度。此外,在一些实施方式中,空气管状部73的直径或形状可以变化。在一些实施方式中,进气部段72可以包括鼓风机部段70的在鼓状件60的外部延伸的部分。在一些实施方式中,进气部段72可以从未示出的附带的加热器(例如,电加热器、蒸气加热器或油加热器)吸入加热的空气或其他气体,以进一步帮助鼓状件60内的颗粒结晶化。加热的空气或其他气体也可以用于对鼓状件60的内部进行预热,以帮助加热的颗粒保留这些颗粒的内部热。替代性地,在其他的实施方式中,加热器可以被设置在鼓风机部段70内,并且该加热器构造成在空气或其他气体进入到鼓状件60中时对该空气或其他气体进行加热。通过将加热的空气或气体引导到鼓状件60中,空气管状部73可以加速颗粒的结晶化。最优选的是,由于仅保留颗粒的内部热,并且鼓状件60的隔离性能将这种热维持在鼓状件内,因此在鼓状件内发生结晶化。然而,在某些情况下,且但愿是很少的情况下,如果需要,空气管状部73将处在用于将加热的空气流传导至鼓状件的内部的位置中。为此,进入的颗粒热电偶175将对进入的颗粒的温度进行测量,并且如果该温度低于用于开始结晶化的预定阈值,则可以启用鼓风机以向鼓状件60的内部提供加热的空气流,从而将颗粒的温度提高至结晶化所需的温度。出口热电偶175可以对流出的颗粒的温度进行测量,以确定是否已经达到了所需的温度,如果未达到,则可以改变空气流的流速和/或温度,以达到对于结晶化所需的颗粒温度。根据一些实施方式,空气管状部/鼓风机部段构型的另外的细节可以在前述美国专利9,782,705中找到。

在转动机10的背端上,倾斜机构80可以连接至框架50和壳体20,并且该倾斜机构80构造成对鼓状件60相对于水平平面的角度进行改变以控制颗粒的停留时间。在一些实施方式中,倾斜机构80可以是千斤顶,该千斤顶构造成使转动机10的一端提升或放下。如图4中所示,倾斜机构80可以包括可延伸的构件82和两个附接点84和86。倾斜机构80可以是手动可调节的和/或是经由电子控制器(未示出)自动可调节的。此外,在一些实施方式中,角度指示器(未示出)可以与倾斜机构80通信,并且该角度指示器配置成对壳体20的角度进行确定和显示,并且相应地对鼓状件60的角度进行确定和显示。虽然倾斜机构80可以构造成根据需要对鼓状件60的角度进行改变,但在一些实施方式中,该角度可以被限制于预定的范围(例如,+/-5度)。还可以设想的是,可以基于转动机10的预期用途来使该转动机10以不同的角度倾斜。例如,对于结晶缓慢材料,为了增加停留时间,可以将转动机10相对于水平平面倾斜+/-5°的角度。对于结晶较快的材料,可以通过倾斜+/-2°的角度来缩短停留时间。为了清洁转动机10,可以将该转动机10向下倾斜-5°的角度,以帮助颗粒快速地离开出口端。

在图4中部分地示出的马达140可以被封装在转动机10内。在一些实施方式中,马达140可以被封装在出口面板24与后部面板25之间。然而,可以设想的是,马达140可以被定位在转动机10的任何一侧(例如,入口或出口)上。马达140可以是构造成产生机械动力的任何装置。例如,在一些实施方式中,马达140可以是电动马达,该电动马达构造成将电力转换为机械运动。在其他实施方式中,马达140可以是发动机或液压马达。在一个实施方式中,马达140可以包括齿轮箱。

如图7至图8中所示,从马达140延伸的驱动轴(未示出)可以包括经由轴154连接的一个或更多个辊152。如图3和图4中所示,这些辊152可以共同地对鼓状件轮66进行支撑和旋转。可选地,在一些实施方式中,可以使用额外的带,使得马达140驱动多个辊152。在一些实施方式中,辊152可以是轧制的金属板以限制所述辊152的重量,尽管也可以使用其他材料。用于辊152的材料类型可以取决于鼓状件的重量、鼓状件内的材料的重量、遭遇的温度等等。辊152可以是筒形的并且具有光滑的外表面。可以基于鼓状件60的所需的旋转速度、马达140的力输出和所需的效率以及转动机10内的可用空间来对辊152的直径进行改变。在一些实施方式中,轴154可以是筒形的并且具有比辊152的直径更小的直径。在一些实施方式中,轴154可以是中空轴以减少该轴154的重量。

使用转动机10作为结晶器可能比使用其他结晶器和结晶方法是更有利的,其他结晶器和结晶方法可能是太粗糙的并且损坏颗粒,比如或者在结晶时在充分防止粘性材料的结块方面是无效的,比如Vibra型振动输送机。当颗粒在结晶化之前是粘性且脆弱的材料时,使用转动机10作为结晶器可能是特别重要的。在一个实施方式中,作为示例,结晶器转动机10可以构造成在每小时5000磅的持续流速的情况下维持15分钟的颗粒停留时间,从而达到40%或更好的结晶化,同时使颗粒的破碎和细粉的产生最小化,并且防止材料的结块。根据需要,可以通过对鼓状件60的倾斜角度、鼓状件的直径或鼓状件长度、鼓状件转速和/或颗粒出口阻尼板设计进行调节来对停留时间和/或流速进行改变。

为了在鼓状件60内构建颗粒床,以帮助对颗粒在鼓状件内的停留时间进行控制,并且帮助对鼓状件内的热空气进行密封,图7、图8和图9的可调节的阻尼板190被定位在鼓状件的出口附近以提供挡板,颗粒必须流动越过该挡板以到达颗粒出口132(图6)。与倾斜机构80配合的阻尼板190可以用于对颗粒穿过鼓状件60至出口132的流速进行控制,从而对颗粒在鼓状件60内的停留时间进行控制。对于八边形的鼓状件,八个阻尼板190被定位成围绕鼓状件的内部周向,鼓状件的每侧对应一个板。如图9中所示,板以L形而形成,所述板具有平放抵靠鼓状件侧的安装腿部192和向内朝向鼓状件中央延伸的直立腿部198。安装腿部192穿过调节槽196通过紧固件194的方式附接至鼓状件架构件106。阻尼板190的直立腿部198抵靠彼此紧密配装,并且与相邻的直立腿部叠置以阻止颗粒在直立腿部之间流动,从而迫使颗粒积聚到所述颗粒在离开鼓状件之前从直立腿部198的顶部溢出的水平。为了允许更短的停留时间,可以通过沿着调节槽196向前滑动交替的板来调节阻尼板190打开,以允许在相邻的板之间的开口,或者阻尼板190可以是完全打开的,以允许在相邻的板块之间的最大的开口,该最大的开口用于快速将颗粒从鼓状件排出。

为了确定达到所需结晶化程度的必要停留时间,可以用所需的材料进行测试。为此,可以对具有仍完整的内部热的新切割颗粒进行收集,并且将新切割颗粒储存在隔离容器中,并且可以在不同的时间间隔内对结晶度进行确定,直至达到所需结晶度所需的时间被确定。替代性地,人们可以对于特定材料来查找数据表,所述数据表可以给出作为时间和温度的函数的结晶度数据。这种信息对于各种聚合物材料来说可以是可用的并且可以在互联网上找到。这种信息的诸如聚合物教科书或聚合物科学的技术期刊之类的其他来源可以是可用的。在知道所需的停留时间时,可以手动地或通过控制器自动地对鼓状件的倾斜角度进行调节,以达到所需的颗粒停留时间。

可以提供其他装置以有助于用于使颗粒在从鼓状件的入口端朝向出口端流动时的停留时间增加。为此,如图9和图10中最佳所示,围绕鼓状件60的长度可以周向地设置有隔板195,并且隔板195可以沿着鼓状件60的长度间隔开。在示例性的实施方式中,鼓状件60被分为三个部段,其中,在第一部段与第二部段之间设置有八个隔板195,并且在第二部段与第三部段之间设置有四个隔板195。初始的八个隔板195帮助将进入的颗粒维持在鼓状件的第一部段内,直至这些颗粒积聚到开始穿过隔板195流动到第二部段中的水平。如图9中可以看出,隔板195以相对于流动方向的一角度放置,其中,在鼓状件旋转时,该角度起到推回和减慢颗粒流的作用。该角度提供了“扫雪机”的效果,从而有助于阻止颗粒流动到下一个鼓状件部段中,其中,颗粒仅被允许穿过在相邻板之间的空间。由于隔板195和所述隔板195的相对于颗粒流的角度,因此,鼓状件旋转得越快,在第一鼓状件部段中被阻挡的颗粒就越多。替代性地,如果鼓状件沿相反的方向旋转,颗粒可以穿过鼓状件快速地前进,比如当需要清空鼓状件时。通过隔板195的在对沿着鼓状件60的长度的颗粒流进行妨碍方面的作用,由在第一部段内的大部分颗粒来维持颗粒的内部热。同样,将第二部段与第三部段分隔的四个隔板195趋于使从第二部段流动到第三部段中的颗粒减慢,然后,颗粒最终积聚在该第三部段处,直至所述颗粒流动越过或穿过阻尼板190并且流动到颗粒出口斜槽90中。可以根据需要沿着鼓状件60的长度使用更多或更少的隔板,以使穿过鼓状件60的颗粒流动减慢或加快。

在颗粒到达颗粒出口斜槽90之后,所述颗粒可以被引导至颗粒出口132并被传送至下游装置(例如,用作第二结晶器的另一个转动机、涂覆器、装袋组件、输送系统、颗粒分级器等)。为了防止颗粒在到达颗粒出口132之前非期望地离开鼓状件60,颗粒出口斜槽90的在图4中所见的脊部92可以至少部分地围绕在环68和止动环100周围,该环68和止动环100从鼓状件60的外部延伸。以这种方式,环68、止动环100和脊部92可以彼此叠置,以防止颗粒从颗粒出口斜槽90的侧部漏出。在一些实施方式中,可以使用多个环68来减少在每个环68、100之间的间距,从而使颗粒非期望地漏出颗粒出口斜槽90的可能性降低。此外,如图7至图9中所示,可以设置出口斜槽覆盖件101以覆盖环68和止动环100的上部部段,从而防止颗粒从出口区域溅出。

在结晶器转动机10的运行期间,鼓状件60可以构造成沿着该鼓状件60的纵向轴线在顺时针和/或逆时针方向上旋转。马达140可以使驱动轴154和驱动轴154的辊152旋转,这又引起鼓状件轮66旋转。在一些实施方式中,鼓状件60可以构造成沿单个方向(例如,顺时针或逆时针)旋转。在其他实施方式中,鼓状件60可以构造成沿多个方向随机地或者根据预先确定的模式旋转。附加地,在其他实施方式中,鼓状件60的旋转速度可以基于多种因素(例如,旋转方向、管状部70内的空气/气体流速、颗粒的材料、结晶化的速度、所需的停留时间、所需的颗粒流速)而变化或者固定不变。例如,鼓状件60的旋转速度可以基于马达140的预设设定而固定不变,或者变频驱动器可以允许以无级变化的方式调节鼓状件旋转速度。

可以设想的是,可以是具有一个或更多个处理器的计算机化控制器的一个或更多个指示器或控制器(未示出)可以自动地对转动机10内一个或更多个部件的运行进行控制。例如,如图6至图8中所示,一个或更多个传感器165可以对进入和/或离开颗粒入口和出口的颗粒的温度水平进行测量,并且将所测得的温度水平传递至指示器/控制器。为此,热电偶175具有浸入在进入的颗粒流中的稍部,以对进入的颗粒的温度进行测量,并且另一个热电偶具有浸入在颗粒出口处的颗粒中的稍部,以对当颗粒离开鼓状件60时颗粒的温度进行确定。当控制器确定了进入的颗粒温度水平与预定的阈值不同、离开的颗粒温度水平与预定的阈值不同、或者进入的颗粒与离开的颗粒之间的温差水平与预定的阈值不同时,该控制器可以指示转动机10的部件中的一个部件以不同的方式进行执行。在一个实施方式中,控制器可以指示倾斜机构80改变鼓状件60的角度,从而增加或减少颗粒的停留时间。在另一个实施方式中,控制器可以指示马达140改变鼓状件60的旋转速度或旋转方向。在这一点,可以采用旋转速度传感器(未示出)来测量鼓状件的RPM。这些传感器可以是在本领域中已知的光学、电学或机械传感器,并且可以配置成向控制器发送速度信号并且可以给出关于鼓状件的RPM的视觉信号。根据对于待结晶的材料的搅拌需求,可以将该速度以自动的或手动的方式增加或减少。在另一个实施方式中,控制器可以指示一个或多个鼓风机通过空气管状部73提供加热的空气/气体,以增加或减少空气/气体流速,从而增加或减少颗粒温度。在优选的实施方式中,可以设想的是,具有附带的热电偶175的传感器165附接至可调节支撑臂部185,其中可调节支撑臂部又附接至空气管状部73。可调节支撑臂部185可以具有调节槽186,该调节槽186允许臂部围绕该臂部的附接点187枢转到该臂部的所需位置中,并且然后通过拧紧在调节槽186中的紧固件(未示出)来将该臂部固定在所需位置处。以这种方式,根据床的深度和床的主体随着鼓状件的转动作用移动时的位置,可以另外将热电偶175调节到颗粒的转动床中或调节出颗粒的转动床。臂部185可以被制造成对热电偶进行定位的长度,根据可以确定的,该热电偶位于臂185的端部附近、在鼓状件60内的颗粒入口和出口附近、或者在颗粒床内的任何所需的位置处。可以设置未浸入料床中的未示出的另外的热电偶以测量鼓状件60内的内部空气温度。作为浸入式热电偶175的替代方案,可以使用其他类型的非接触式传感器、比如红外温度传感器,从而避免与粘性颗粒接触以及可能粘连至热电偶并且形成结块。

控制器也可以基于转动机10的运行模式自动地控制门30的打开和关闭。例如,当马达140开始使鼓状件60旋转时,控制器可以指示门30关闭。例如,当马达140未使鼓状件旋转60时,控制器可以指示门打开。

控制器可以与其他传感器通信以改进转动机10的运行。例如,在一些实施方式中,一个或更多个流量传感器可以对进入或离开转动机10的颗粒入口流量和/或出口流量进行测量。控制器可以控制转动机10的特征以实现离开转动机10的更一致的颗粒流。此外,控制器可以检测出转动机10内的中断颗粒流的堵塞物,并且将转动机10的特征中的一个或更多个特征的运行关闭。在其他实施方式中,控制器可以在检测到转动机10内的堵塞物时向操作者(例如,经由无线或有线通信向操作者的移动电话、计算机或其他设备或者向与控制器通信的显示器)发送警报。在其他实施方式中,流量传感器可以测量离开转动机10的颗粒量,然后控制器可以将该测得的颗粒量提供至操作者(例如,经由显示器)。在另外的实施方式中,控制器可以与在颗粒入口斜槽40和颗粒出口导管130处的流量传感器通信,并且该控制器可以配置成对在每一点处的所测得的颗粒流量进行比较。当在入口和出口处所测得的颗粒流量之间的差异超过预定的阈值时,控制器可以关闭转动机10的运行或者警告操作者堵塞物或泄漏物。以这种方式,控制器可以帮助操作者在颗粒较小时对颗粒的堵塞物进行识别和移除,从而使产品浪费和机器时间损失最小化。

在其他实施方式中,控制器可以与一个或更多个静电传感器通信,一个或更多个静电传感器配置成对在转动机10上的特定点处所积聚的静电的水平进行测量。以这种方式,控制器可以对静电消散刷29或其他静电消散装置是否足以消散由转动机10所产生的静电进行确定,并且控制器可以作为安全机构来防止操作者受到非期望的电击。当控制器从这些传感器接收到静电水平超过预定阈值的信号时,该控制器可以通过关闭转动机10的运行和/或警告操作者来做出反应。

可以设想的是,结合各种传感器,控制器可以将转动机10配置成用于一种或更多种运行模式。在一些实施方式中,控制器可以将运行模式存储在存储器上,并且允许操作者经由显示器或与控制器通信的另一装置来选择所需的运行模式。可以将运行模式引导至不同的颗粒材料、尺寸或形状以及流速。例如,与粘性且脆弱的材料相比,粘性颗粒可以以更高的旋转速率操纵。

当然,可以设想的是,代替自动控制器,操作者可以通过从数字或模拟显示器读取各种信号来执行相同的功能并且相应地改变结晶器转动机的状态。

在示例性的运行方法中,可以以下述方式操作结晶器转动机10以使聚合物结晶。首先使用水下造粒机系统对可结晶材料进行造粒,该水下造粒机系统比如由GalaIndustries制造并在美国专利9,032,641中描述的水下造粒机系统。在该造粒机系统中,借助于水系统和在水系统中的空气注入系统来将颗粒从切割室快速地转移至离心式干燥机。这种由Gala Industries开发并被称为工艺的空气注入系统导致颗粒在很短的时间内到达干燥机,使得颗粒对通过挤压过程而传递至所述颗粒的大部分内部热进行保留。以这种方式,颗粒在足够的剩余内部热来引起颗粒的结晶化的情况下离开干燥机并被转移至结晶器转动机,并且转动机鼓状件的隔离性能将有助于在颗粒的整个停留时间内防止该保留的热的损失。对于指示使用结晶器转动机的材料来说,造粒材料将保持粘性状态直至达到特定的所需结晶度水平。为了防止在结晶化过程发生的同时结块,结晶器转动机将轻轻地转动材料,并且以完成充分结晶化所需的停留时间将材料保留在鼓状件内,直至颗粒不再是粘性的。这个停留时间由转动机鼓状件的倾斜度、转动机鼓状件的旋转速度、搅拌器的设计和数量、隔板的位置、数量和设计、以及挡板的设计和调节来控制。使用浸入式热电偶和其他温度传感器对进入颗粒温度和排出颗粒温度进行监测,以确保对足够的热进行维持来达到结晶化。设置有本发明的结晶器转动机的颗粒的轻柔转动作用提供了对振动输送器类型结晶器在防止结块方面的改进、提供了对环形盘式结晶器在防止细粉产生和颗粒破碎方面的改进,同时不需要任何额外的用于加热颗粒的能量输入。此外,与其他结晶装置相比,转动机式结晶器可以具有较低的功率消耗来维持颗粒的运动。以这种方式,如在本文中所述的各种实施方式中所说明的,转动机结晶器10提供了对用于粘性材料的振动输送器、环形盘式结晶器或搅拌桨式结晶器的改进。

如在各个附图中所示出的和以上所讨论的,虽然本公开已经结合多个示例性方面进行了描述,但可以理解的是,可以使用其他类似的方面或者可以对所描述的方面进行修改和添加,以用于在不背离本公开的情况下来执行本公开的相同功能。例如,在本公开的各个方面中,根据本公开主题的方面对方法和组合物进行了描述。然而,通过本文中的教导也设想到了与这些描述的方面等效的其他方法或组合物。因此,本公开不应限于任何单一方面,而应根据所附的权利要求在广度和范围上进行解释。

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