用于干燥和浸渍用于生产发泡聚合物制品的聚合物颗粒的混合设备的制作方法

本发明涉及一种用流体发泡剂干燥和浸渍材料的设备。

背景技术：

现有技术，特别是其缺点和技术问题

在某些条件下，塑料，特别是聚合物颗粒能吸收并储存二氧化碳。这些条件包括诸如暴露于二氧化碳的压力和持续时间以及塑料类型之类的参数。

将这些类型的材料暴露于诸如二氧化碳的发泡剂或者用诸如二氧化碳的发泡剂浸渍可以有利地用于生产具有多孔状结构的制品，例如在注塑模制或挤压工艺中。

为了制备用发泡剂浸渍的材料(该材料用于通过注塑模制或挤出制造具有多孔状结构的制品或部件)，通常需要在浸渍之前干燥材料。如果待浸渍的材料是吸湿性聚合物，则这是特别必要的。

在相关领域中，为此目的提供了各种不同的设备，例如干燥空气干燥器、鼓式干燥器、低压或真空干燥器、压缩空气干燥器或热空气干燥器。然而，这些必须以相对大量的劳动力和费用为代价集成在现有工厂中。

因此，希望制造简单、经济上合理可行的装置，这些装置不仅能够干燥材料，而且还能装载发泡剂。

技术实现要素：
目的、解决方案、优点

针对上述缺点和不足的背景，并且在适当理解前文所述的相关技术的情况下，本发明的目的是提供一种用于简单、经济上合理地制备用发泡剂浸渍的材料的设备，该材料使能够制造具有多孔状结构的部件。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的设备和具有权利要求2的特征的设备达成。本发明的有利变型和实用的进一步改进在从属于每个独立权利要求的权利要求中进行了描述，并且将在下文中描述。

根据本发明，提供了一种混合设备，具体是聚合物颗粒(例如用于制造发泡聚合物制品)可以在该设备中(具体是用发泡剂)干燥和浸渍。

为此目的，根据权利要求1，提供了一种用于用流体发泡剂干燥和浸渍材料的设备。

在本文中，根据本发明的设备包括：

-用于提供流体发泡剂的发泡剂源，

-第一容器，其设计成用于用流体发泡剂或干燥气体干燥材料，并用于在至少2巴的压力下用流体发泡剂装载(load)和浸渍干燥的材料，其中第一容器能进入与发泡剂源或与发泡剂源和用于提供干燥气体的干燥气体源的流动连接，以及

-用于从流体发泡剂或干燥气体中去除水的干燥器，其中干燥器能进入与第一容器的流动连接。

在这种设备中，材料可以有利地用流体发泡剂首先在第一容器中干燥，然后在此之后装载并浸渍。

为此目的，具体地提出首先用材料填充第一容器，然后使流体发泡剂或干燥气体作为干燥剂通过第一容器，然后将流体发泡剂进给到第一容器中以装载或浸渍该材料，该材料现在已经用流体发泡剂干燥了。

根据本发明设备的一个实施例，提出第一容器设计成用于在2巴至100巴的压力范围下、优选在从20巴到50巴的压力范围下用流体发泡剂装载干燥的材料。

根据本发明设备的一个实施例，第一容器具有第一入口和用于阻塞和/或打开第一入口的第一入口阀。第一入口构造成将材料(例如以颗粒形式)引入第一容器中。

根据本发明设备的一个实施例，第一容器还具有第二入口和用于阻塞和/或打开第二入口的第二入口阀。

在这种情况下，第二入口构造成将流体发泡剂或干燥气体引入第一容器中并因此能进入与发泡剂源或干燥气体源的流动连接，从而具体是在第一容器中可以设置预定压力。

第一容器还具有第一出口和用于阻塞和/或打开第一出口的第一出口阀。第一出口构造成从第一容器排出材料(例如以颗粒形式)，其中第一出口可包括计量分配单元(例如以旋转闸阀的形式)以及第一出口阀。

根据该设备的一个实施例，根据本发明的第一容器还具有第二出口和用于阻塞和/或打开第二出口的第二出口阀，其中第二出口构造成例如从第一容器排出发泡剂、降低第一容器中的压力。

根据本发明设备的一个实施例，第一容器具有第三入口和用于阻塞和/或打开第三入口的第三入口阀。当设置第二入口以将发泡剂引入第一容器时，第三入口构造成将干燥气体引入第一容器中。

当设置第二入口以将干燥气体引入第一容器时，第三入口还可以构造成将发泡剂引入第一容器中。

根据权利要求1的目的的替代方案，提供了一种具有权利要求2的特征的用于用流体发泡剂干燥和浸渍材料的设备。

因此，根据本发明的替代建议具有：

-用于提供流体发泡剂的发泡剂源，

-第一容器，其设计成用于用流体发泡剂或干燥气体干燥材料，其中第一容器能进入与发泡剂源或干燥剂源的流动连接，

-第二容器，其设计成用于在至少2巴的压力下用流体发泡剂装载或浸渍干燥的材料，其中第二容器能进入与发泡剂源的流动连接，以及

-用于从流体发泡剂或干燥气体中去除水的干燥器，其中干燥器能进入与第一容器的流动连接。

在本发明的含义内，干燥器应理解为在其内能从气体或液体中去除水的任何设备。

在本发明的范围内，流体发泡剂应理解为意指气相和/或除水之外的流体发泡剂。发泡剂优选为例如二氧化碳(co2)或惰性气体如氮气(n2)或稀有气体，例如氦气或氩气。发泡剂可含有其它物质。

具体地，流体发泡剂是无水的，也就是说，具体是当发泡剂也旨在用于干燥材料时，其含水量不超过相应发泡剂中水的饱和浓度的按体积计的1％、按体积计的0.5％或按体积计的0.1％。

具体地，根据本发明的设备的优选实施例的设备根据权利要求1或2实施，以用流体发泡剂干燥待干燥的材料，其中流体发泡剂可优选地以这样的方式进入或者通过第一容器，即，使得流体发泡剂能够在位于其中的材料周围洗涤，并且在该过程中流体发泡剂可以吸收材料上或材料中的水。

为了再生流体发泡剂，根据本发明的设备特别地进一步设计成能够将带有水的流体发泡剂送入干燥器中，以及将干燥的流体发泡剂输送回第一容器中。

根据具有权利要求1或2的特征的根据本发明的设备的替代实施例，该设备设计成用干燥气体干燥待干燥的材料，例如压缩空气或惰性气体(诸如例如氮气或氩气)，它们不同于流体发泡剂，其中干燥气体可以优选地以这样的方式进入或通过第一容器，即，使得干燥气体能够在位于其中的材料周围洗涤，并且在该过程中干燥气体可以吸收材料上或材料中的水。

为了再生干燥气体，根据本发明的设备特别地进一步设计成能够将带有水的干燥气体送入干燥器中，以及将干燥的干燥气体输送回第一容器中。

根据本发明设备的另一实施例，具体是根据权利要求2，提出第一容器具有第一入口和用于阻塞和/或打开第一入口的第一入口阀。第一入口构造成将材料(例如以颗粒形式)引入第一容器中。

根据本发明设备的另一实施例，具体是根据权利要求2，提出第一容器具有第二入口和用于阻塞和/或打开第二入口的第二入口阀。

第二入口构造成将流体发泡剂或干燥气体引入第一容器中并因此能进入与发泡剂源或干燥气体源流动连接，从而具体是在第一容器中可以设置预定压力。

根据本发明设备的另一实施例，具体是如权利要求2所述，提出第二容器具有第一入口和用于阻塞和/或打开第一入口的第一入口阀。

在这种情况下，第一入口构造成将流体发泡剂引入第二容器中并因此能进入与发泡剂源的流动连接，从而具体是在第二容器中可以设置预定压力。

根据本发明设备的另一实施例，具体是如权利要求2所述，提出第二容器具有第一出口和用于阻塞和/或打开第一出口的第一出口阀。

在这种情况下，第一出口构造成排出已浸渍的材料。第一出口优选地还具有计量分配单元，例如旋转闸阀。

根据本发明设备的另一实施例，具体是如权利要求2所述，提出第二容器具有第二出口和用于阻塞和/或打开第二出口的第二出口阀，其中第二出口构造成例如从第二容器排出发泡剂、降低第二容器中的压力。

根据本发明的一个实施例，提出可以控制第一容器中的温度，具体是在0℃至200℃的范围内，优选在20℃至140℃的范围内。

根据本发明的另一实施例，提出可以控制第二容器中的温度，具体是在0℃至200℃的范围内，优选在20℃至140℃的范围内。

根据本发明设备的一个实施例，具体是如权利要求2所述，提出第一容器以这样的方式连接到第二容器，即，使得干燥的材料能从第一容器送入第二容器中，优选地，经由管道，该管道具体具有用于阻塞或打开管道的阀门和/或计量分配单元，例如旋转闸阀。

根据本发明设备的一个实施例，具体是如权利要求2所述，提出第一容器设计成用于在至少2巴的压力下、具体是在2巴至100巴的压力范围下、优选在从20巴到50巴的压力范围下用流体发泡剂装载干燥的材料。

根据本发明设备的一个实施方案，具体是如权利要求2所述，提出第一容器能进入与发泡剂源和干燥气体源的流动连接，其中具体是第一容器具有第三入口，该第三入口具有用于阻塞和/或打开第三入口的第三入口阀。

在本文中，第三入口构造成将流体发泡剂或干燥气体引入第一容器中并因此能进入与发泡剂源或干燥气体源的流动连接，从而具体是在第一容器中可以设置预定压力。

具体地，第一容器还具有第一出口和用于阻塞和/或打开第一出口的第一出口阀。例如，第一出口构造成从第一容器排出发泡剂，以降低第一容器中的压力。

具体地，第一容器还具有第二出口和用于阻塞和/或打开第二出口的第二出口阀。第二出口构造成从第一容器排出材料(例如以颗粒形式)，其中第二出口可具有计量分配单元(例如以旋转闸阀的形式)以及第二出口阀。

根据本发明设备的一个实施例，具体是如权利要求2所述，提出第二容器设计成用于用流体发泡剂或干燥气体干燥材料，其中第二容器能可选地进入与干燥气体源流动连接。

对于上述根据本发明的设备的实施例，具体是如权利要求2所述，有利地能够在第一和第二容器中并行地干燥材料和用发泡剂装载或浸渍该材料。

此外，在该实施例中，有利地不需要在第一容器和第二容器之间用于将干燥的材料从第一容器输送到第二容器的连接。

具体地，第二容器具有第二入口和用于阻塞和/或打开第二入口的第二入口阀。第二入口构造成将材料(例如以颗粒形式)引入第二容器中。

根据本发明设备的一个实施例，具体是如权利要求2所述，提出第二容器能进入与干燥器流动连接，以便从流体发泡剂或干燥气体中去除水。

根据本发明设备的另一实施例，具体是如权利要求2所述，提出第二容器具有第三入口和用于阻塞和/或打开第三入口的第三入口阀。

在这种情况下，第三入口构造成将干燥气体引入第二容器中并因此能进入与干燥气体源流动连接，从而具体是在第二容器中可以设置预定压力。

根据权利要求1或2所述的根据本发明的设备的一个实施例，提出干燥器能进入与发泡剂源或干燥气体源流动连接，以从流体发泡剂或干燥气体中去除水。

以这种方式，流体发泡剂或干燥气体可以有利地再循环到相应的源中，从而可以显著降低发泡剂和/或干燥气体的消耗。

根据如权利要求1或2所述的根据本发明的设备的一个实施例，提出第一容器能进入与第二容器流动连接，优选地经由管道，该管道具体具有用于阻塞或打开管道的阀门。在这种情况下，管道具体构造成将流体发泡剂从第一容器输送到第二容器，或反之亦然。

因此，有利的是，能够使用在先前两个容器之一中已经用来浸渍材料的流体发泡剂来浸渍另一个容器中的材料。以这种方式，也能减少流体发泡剂的消耗。

根据如权利要求1或2所述的根据本发明的设备的一个实施例，提出发泡剂源是二氧化碳源。

根据如权利要求1或2所述的根据本发明的设备的一个实施例，提出干燥气体源是压缩空气源。

根据如权利要求1或2所述的根据本发明的设备的一个实施例，提供了用于从流体发泡剂或从干燥气体中去除水的干燥器，其实施为压缩气体干燥器或压缩空气干燥器，其可以与干燥气体特别是空气一起操作，或者与流体发泡剂特别是二氧化碳一起操作，其中以这样的方式在干燥器中压缩和/或冷却干燥气体或流体发泡剂，即，使得干燥气体或流体发泡剂中的水可以作为冷凝水沉淀和去除。

附图说明

如上所述，存在用于配置和设计本发明的教导以获得有益效果的各种选项。为此目的，一方面参考从属于权利要求1的权利要求和从属于权利要求2的权利要求，另一方面在下文中更详细地解释本发明的其它结构、特征和优点，包括参考图1至图6中所示的示例性实施例。

在附图中：

图1是根据本发明的设备的实施例的示意图；

图2是根据本发明的设备的替代实施例的示意图；

图3是根据本发明的设备的另一替代实施例的示意图；

图4是根据本发明的设备的另一替代实施例的示意图；

图5是根据本发明的设备的另一替代实施例的示意图；以及

图6是根据本发明的设备的另一替代实施例的示意图。

在图1至图6中用相同的附图标记标识相同、相似或等同的变型、元件或特征；这些变型、元件或特征的描述不再重复。

具体实施方式

本发明的优选实施例；实现本发明的最佳方式

为了避免不必要的重复，除非另有说明，否则本发明的变型、特征和优点的以下说明适用于图1至图6中所示的本发明的所有实施例。

根据本发明，旨在特别提供混合设备，例如用于制造发泡聚合物制品，在该设备中特别地可以干燥和浸渍聚合物颗粒，尤其用发泡剂进行干燥和浸渍。

图1示出了根据本发明的设备的优选实施例。因此，该设备包括第一容器11，该第一容器11设计成用于干燥待浸渍的聚合物颗粒22。

第一容器11具有至少一个第一入口111，该第一入口111用于向容器装载待干燥的聚合物颗粒22，该容器优选地装备有用于阻塞或打开第一入口111的第一入口阀151a。

为了干燥聚合物颗粒22，第一容器11以这样的方式连接到二氧化碳源13，即，使得二氧化碳20可以从二氧化碳源13进入第一容器11，优选经由第二入口112，优选地，第二入口112装备有用于阻塞或打开第二入口112的第二入口阀152a。

二氧化碳20在第一容器11中冲洗聚合物颗粒22，并且这样做基本上吸收结合在聚合物颗粒22上或聚合物颗粒22中的所有水27。在清洗过第一容器11中的聚合物颗粒22之后，必须从二氧化碳21中去除现在存在于二氧化碳21中的水27

因此，第一容器11连接到气体干燥设备或气体干燥器14，以此方式使得湿润的二氧化碳21可以优选地经由管道进入气体干燥器14，管道可以装备用于阻塞或打开管道的阀15。

在气体干燥器14中，从聚合物颗粒22中提取的水27可以从二氧化碳20中去除，并且现在可以将再次干燥的二氧化碳20馈送回第一容器11中，优选地再次经由相应的管，以去除例如仍然残留在聚合物颗粒中的任何湿气。

替代地或附加地，气体干燥器14可以以这样的方式连接到二氧化碳源13，即，使得可以将干燥的二氧化碳20馈送回二氧化碳源13中。湿润的二氧化碳21的干燥可以有利地具有显著减少通过根据本发明的设备消耗的二氧化碳的效果。

另外，第一容器11可以具有出口115，出口115优选地装备有出口阀152b，二氧化碳20、21可以经由该出口阀152b从设备排出。

为了浸渍现在干燥的聚合物颗粒23，进一步提出根据本发明的设备具有第二容器12，第二容器12设计成用于浸渍干燥的聚合物颗粒23，具体是在2巴至100巴的压力范围下，优选在20巴至50巴的压力范围下。

在这种情况下，第二容器12以这样的方式连接到二氧化碳源13，即，二氧化碳20能优选地经由第一入口121引入第二容器12中，第一入口121装备有用于阻塞或打开第一入口121的第一入口阀153a。

为了用干燥的聚合物颗粒23填充第二容器12，该第二容器12以这样的方式连接到第一容器11，即，使得干燥的聚合物颗粒23能从第一容器11转移到第二容器中，优选地经由管道，该管道除了装备有用于阻塞和打开管道的阀15之外，还可以装备有计量分配单元，例如旋转闸阀16。

为了使干燥和浸渍的聚合物颗粒24能够排出，第二容器12具有至少一个第一出口124和用于阻塞或打开第一出口124的第一出口阀153b。第一出口124可进一步装备有计量分配单元，例如为旋转闸阀16的形式。

另外，第二容器12还可以装备有第二出口125，二氧化碳20可以通过该第二出口125排出或流出第二容器12。第二出口125优选地具有第二出口阀154b。特别地，第二出口125还可用于控制第二容器12中的二氧化碳的压力。

如图2中所示，第一容器11能替代地连接到压缩空气源17而不是连接到发泡剂源13，以此方式使得干燥的压缩空气25可以进给到第一容器11中，其中压缩空气25旨在干燥聚合物颗粒22。

类似于二氧化碳20用作干燥剂时那样，湿润的压缩空气26也可以在流过第一容器11之后被引导到气体干燥器14，在该干燥器中可以从压缩空气25中去除水27，并且压缩空气25现在再次干燥后可以返回到第一容器11。

为此目的，容器11以这样的方式连接到压缩空气源17，即，使得压缩空气25可以经由第二入口112进给到第一容器11中。同时，气体干燥器14也可以连接压缩空气源17，以这样的方式使得可以将干燥的压缩空气25馈送回压缩空气源17。

图3示出了根据本发明的设备的另一替代实施例。在这种情况下，提出第一容器11和第二容器12都设计成用于干燥聚合物颗粒22并用于在2巴至100巴的压力范围下浸渍干燥的聚合物颗粒23，优选在20巴至50巴的压力范围下。

为此目的，第一容器11和第二容器各自具有用于将聚合物颗粒22引入相应的容器11、12中的入口111、122，具有用于阻塞或打开第一入口111、122的阀151a、154a，以及具有用于排出已经干燥并浸渍有二氧化碳20的聚合物颗粒24的出口114、124，其中每个出口114、124还可以装备有出口阀151b、153b和计量分配单元，例如旋转闸阀16。

在本文中，第一容器11和第二容器12都另外连接到二氧化碳源13，使得二氧化碳20可以作为干燥剂进给到第一容器11和第二容器12中，优选地经由相应的入口112、121，每个入口装备有阻塞或打开入口112、121的入口阀152a、153a。

此外，第一容器11和第二容器各自具有另外的出口115、125，它们设计成允许从相应的容器11、12排出二氧化碳20，并因此使能够控制容器11、12中的压力。这些出口115、125中的每一个优选地还装备有出口阀152b、154b。

第一容器11和第二容器12也以与图1或图2所示的实施例中的第一容器11相同的方式连接到气体干燥器14，换句话说，可以从第一容器11或从第二容器12将湿润的二氧化碳21进给到气体干燥器14，并且在该干燥器14中将二氧化碳20干燥，可以将该干燥的二氧化碳20馈送回第一容器11或第二容器12。

同时，提出第一容器11和第二容器12以这样的方式彼此连接，即，二氧化碳20可以从第一容器11进入第二容器12或反之亦然。

以这种方式，用于浸渍第一容器11中的干燥的聚合物颗粒23的二氧化碳20可以有利地被前送到第二容器12，以便它也可以在第二容器12中用于浸渍。通过这种方式，可以显著降低根据本发明的设备的二氧化碳消耗。

有利地，利用该实施例，还能够在两个容器中并行地干燥和浸渍聚合物颗粒22。例如，可以设想在第一容器11中干燥聚合物颗粒22，而在第二容器12中浸渍先前干燥的聚合物颗粒23。

在第一容器11中完成干燥并且在第二容器12中完成浸渍之后，可以将二氧化碳20从第二容器12输出进入第一容器11中并用于在那里浸渍，而来自二氧化碳源13的新鲜二氧化碳20或者来自气体干燥装置14的“再循环的”二氧化碳20被进给到第二容器12中以用于干燥。

这里如图4所示，第一容器11和第二容器12也能另外连接到压缩空气源17，以这种方式使得压缩空气25可以进给到第一容器11和和第二容器12中。为此目的，第一容器11和第二容器12各自具有带有第三入口阀的第三入口113、123，压缩空气25可通过该第三入口113、123引入第一容器11和第二容器中。

第一容器11和第二容器12也连接到气体干燥器14，以这种方式使得在干燥聚合物颗粒22时被润湿的压缩空气26可以被馈送回气体干燥器14中，并且在气体干燥器14中已经干燥的压缩空气25可以返回到第一容器11和第二容器12中。

在此，气体干燥器14也可以连接到压缩空气源17，以这种方式使得在干燥器14中干燥的压缩空气25也可以返回到压缩空气源17。

在图5中示出了根据本发明的设备的另一替代实施例。在该实施例中，该设备仅具有第一容器11，该第一容器11设计成既干燥聚合物颗粒22又将干燥的聚合物颗粒23在2巴至100巴压力范围下浸渍，优选为20巴至50巴压力范围下浸渍。

第一容器11连接到二氧化碳源13，以这种方式使得二氧化碳可以进给到第一容器11中，具体是经由入口112，入口112具有用于阻塞或打开入口112的入口阀152a。

第一容器还具有另一入口111和第一出口114，另一入口111具有用于阻塞或打开该另一入口111的另一入口阀151a，第一容器11可通过该另一入口111填充聚合物颗粒22；第一出口114优选地具有第一出口阀151b和计量分配装置例如旋转闸阀16，其中第一出口114设计成排出浸渍的材料24。

第一容器11也以这样的方式连接到气体干燥器14，即，使得湿润的二氧化碳21可以从第一容器11进入气体干燥器14，并且干燥的二氧化碳20可以返回到第一容器11中。

在此，气体干燥器14可以以这样的方式连接到二氧化碳源13，即，使得可以将干燥的二氧化碳20馈送回二氧化碳源13。

另外，第一容器具有第二出口115，可通过第二出口115将二氧化碳20输送离开第一容器11或从第一容器11排出。第二出口115优选地具有第二出口阀152b。特别地，第一出口115还可用于控制第容器11中的二氧化碳的压力。

但是，如图6中所示，第一容器11也可以连接到压缩空气源17，以这种方式使得可以引入压缩空气25以干燥第一容器11中的聚合物颗粒22，具体是经由第三入口113，第三入口113可以优选地装备有第三入口阀。

在这种情况下，第一容器11以这样的方式连接到气体干燥器14，即，使得通过干燥聚合物颗粒22而润湿的压缩空气26可以从第一容器11供给到气体干燥器14中，并且可以将在气体干燥器14中干燥的压缩空气25馈送回第一容器11中。

在此，气体干燥器14也可以以这样的方式连接到压缩空气源17，即，使得干燥的压缩空气25也可以返回到压缩空气源17。

附图标记列表

11第一容器

111第一容器的第一入口(材料)

112第一容器的第二入口(发泡剂或压缩空气)

113第一容器的第三入口(发泡剂或压缩空气)

114第一容器的第一出口(浸渍的材料)

115第一容器的第二出口(发泡剂)

12第二容器

121第二容器的第一入口(发泡剂)

122第二容器的第二入口(材料)

123第二容器的第三入口(压缩空气)

124第二容器的第一出口(浸渍的材料)

125第二容器的第二出口(发泡剂)

13二氧化碳源

14干燥器，具体是气体干燥器

15阀

15a入口阀

151a第一容器的第一入口阀(材料)

152a第一容器的第二入口阀(发泡剂或压缩空气)153a第二容器的第一入口阀(发泡剂)

154a第二容器的第二入口阀(材料)

15b出口阀

151b第一容器的第一出口阀(材料)

152b第一容器的第二出口阀(发泡剂或压缩空气)

153b第二容器的第一出口阀(材料)

154b第二容器的第二出口阀(发泡剂)

16旋转闸阀

17压缩空气源

20二氧化碳(干燥的)

21二氧化碳(湿润的)

22具有残余湿气的聚合物颗粒

23聚合物颗粒(干燥的)

24聚合物颗粒(用二氧化碳干燥和浸渍的)

25压缩空气(干燥的)

26压缩空气(湿润的)

27湿气