专利名称：真空浸渍用的设备和方法
技术领域：
本发明涉及对小件材料进行真空浸渍的一种方法和一种设备。在这里小件材料的概念包括例如植物性的纤维原料(秸秆碎屑、木屑、天然纤维)，如用于制造压缩板所用的材料，还有颗粒状或纤维状的塑料材料，它们例如可以用作填充材料或者机织织物。
特别是在浸渍由天然原料制成的碎屑或纤维时，业已证实为有利的是将待浸渍的材料在真空中与一种浸渍剂相混合。此时也就是将位于原料气孔中的气体(空气)在浸渍时抽出(除气)，该就明显提高了原料对浸渍剂的吸收能力。
由DE 199 11230已经知道这样一种真空浸渍法和一种相应的装置。在这种方法中将小件材料经过第一个可抽真空的闸式腔室引入到一个浸渍腔室中，并接着经过第二个可抽真空的闸式腔室从浸渍腔室中引出。在这种方法中也就是间歇地进行浸渍过程。闸式腔室在材料引入或引出时(其间给闸式腔室送风)分别通过关断元件相对于浸渍腔室关闭住并接着抽真空。然后打开至浸渍腔室的关断元件并可以使材料输入或输出浸渍腔室。因而在整个过程中浸渍腔室都保持抽真空。只是按容积来说较小的闸式腔室则交替地送风和抽真空。
闸式腔室的抽出持续时间和大小是竞争的因素，它们比较不利地不能同时地任意减小。因而它们限制了装置的通过速度。另一方面比较来说装置易发生故障，这是因为打开的和关闭的关断元件对于例如由于加入的小件材料而引起的污染是敏感的。这种污染可能引起真空泄漏，这样除了反正受限制的通过速度外又加长了不希望的停工时间。
因而本发明的任务是提出用于真空浸渍的方法和设备，它们要保证较高的工艺可靠性和更高的效率。
该任务在按工艺方法的方面通过一种在一个浸渍设备中将小件材料进行真空浸渍的方法来解决，这种设备具有一个可抽真空的浸渍腔室、一个用于将材料引入到浸渍腔室中的入口以及一个用于将材料从浸渍装置中引出的出口，该方法有以下工艺步骤
-用一种物质来处理材料，从而产生一种经处理的材料，它在供料螺杆中的密封性能与未经处理的材料相比已得到了改善；-借助一个供料螺杆将经处理的材料输送至入口；-借助于该供料螺杆将已处理的材料通过入口引入到浸渍腔室中，从而保证已处理的材料在引入过程中对入口进行密封；-采用一种浸渍剂在低压下使材料在浸渍腔室中浸渍；-将浸渍过的材料运输至出口并-将浸渍的材料经出口从浸渍装置中引出，以保证材料在引出过程中对出口进行密封。
此外该任务还通过一种用于实施该方法的设备来解决。
通过按本发明的方法方案确保了浸渍腔室即使在引入和/或引出时也一直对环境保持密封，而不需要对前接的或后接的闸式腔室间歇地给料和排空或者送风和抽真空。同样也取消了位于闸式腔室和浸渍腔室之间的易发生故障的关断元件。
用于对材料进行预处理、以便得到一种具有改善的密封性能的已处理材料的物质最好是一种液体浸渍剂(特别是一种浸渍溶液)。按照本发明的工艺方法的这种方案因此当然是特别有利的，因为为了改善所要浸渍材料的密封性能就追溯归结到一种最晚在浸渍腔室内反正必须要给该材料所添加的物质。该物质只用于解决密封，但否则在浸渍工艺方法中就没有什么意义，因而更为有利的是完全放弃使用这种物质。
那么最好在将材料运输至入口时、以及最好在运输至入口期间对材料进行压缩时，通过添加液体浸渍剂(浸渍溶液)对于材料进行处理。因此就形成了一种具有较高密度的材料混合物。此外浸渍溶液又在材料和用于运输材料的装置的表面之间形成了一种密封膜。这两种作用、即提高材料密度和生成表面薄膜都大大改善了密封性能。
如果没有用一种改善密封性能的物质(例如一种浸渍剂)对材料进行按照本发明的预处理，那么在使用一种供料螺杆(输入螺杆)时只是很难(如果情况确是如此)得到令人满意的浸渍结果。业已表明，在输入小件未经处理的材料时，更确切地说尤其在输入秸秆碎屑、木屑和天然纤维时往往会产生泄漏，这就破坏了浸渍腔室中的真空，换句话说未经处理的材料对于供料螺杆壁只是密封不够。如果试图形成一种密封良好的材料堵塞的话，那么供料螺杆中的磨损在应用未经处理的材料时也特别高。在该一方面应与DE 4419733A1的说明介绍加以比较，在该专利中说明了在应用一个供料螺杆时的典型的问题。
在按本发明的方法中例如可以将一种浓度为25-35％、密度为1.1至1.2g/cm3的盐溶液用作一种液体浸渍剂，它对于待浸渍的材料的密封性也有有利的影响。一种这样的盐溶液具有粘滞的稠度。一方面是浸渍溶液的流动能力变小(粘度增高)，另一方面是溶液的粘结作用(粘性)提高，这都附带地加强了材料堵塞的形成。因而既保证了材料堵塞针对一个压降(在进入浸渍腔室时)的密封性，也保证了针对增压时(在输送方向上看)的密封性。此外可以按这种方式改善在压缩的材料和例如供料螺杆内壁之间的滑动效果，从而减小了螺杆的磨损。
由于在将材料运输至入口时向其添加了液体浸渍剂(尤其是一种浸渍溶液)，因而最终在到达浸渍腔室之前已经对材料进行了预浸渍。如上所述，这尤其发生在供料螺杆中进行压缩时，也即在压力作用下，因而就有利地缩短了在浸渍腔室中的浸渍持续时间。
在按本发明的方法中，最好将材料连续不断地经过入口引入到浸渍腔室中和/或连续不断地经出口从浸渍装置中引出。
一种用于将浸渍腔室抽成真空的装置、例如一种真空泵系统用于保证相对于周围环境的压力具有必要的低压。这最好是在实施按本发明的方法时一直对于浸渍腔室进行抽真空。但另一种可选方案也可以借助于一个阀门只是在需要时、例如当超过一个预定的最大压力值时使浸渍腔室与一个用于对该浸渍腔室进行抽真空的装置连接，而否则的话则与之分开。阀门最好设有一个相应的调节装置，用于根据压力开启或关闭阀门。
优选的按本发明的方法和优选的按本发明的装置有许多优点，因而在材料流为连续不断时就确保了，对于真空浸渍来说重要的一些参数-(a)输入材料的体积流量、(b)气体压力和(c)浸渍腔室中的湿度级-都基本不变。因而保证了过程的高度可靠性，它可以一方面节省原料和能源，同时能使浸渍剂的吸收均匀、恒定地向后续的加工阶段-例如预干燥器和纤化机供料，并因而最终实现具有保持相同性能的产品结果。
此外证实为有利的是，不仅对材料(借助于已有的供料螺杆)在运输至入口时，而且也在运输至出口时(例如又借助于一个供料螺杆)进行压缩。小件材料的密度则不但在引入时而且也在引出时都提高了，因而形成了一种堵塞，该堵塞通常改善了材料的密封性能。堵塞主要是在材料压缩最大的部位中(密封部位)形成，这样同时就规定了浸渍腔室或浸渍装置的入口或出口。如果举例来说应用了在运输方向上呈锥形逐渐变小的供料螺杆用来压缩材料，那么在供料螺杆的位于运输方向上的端部部位中就存在密封。
在该方法和设备的一种特别优选的实施形式中对材料在运输至出口时进行压缩，以便也在那里得到较好的密封。此时有利的是，将通过压缩而压出的多余的浸渍溶液收集到相应的装置中并必要时也导回以便重新使用。
对于该优选设计成供料螺杆的用于将材料输送至入口以及至出口的装置(以下称作为输入螺杆或输出螺杆)通常沿运输方向其外圆周逐渐变小。当浸渍剁碎或切碎的秸秆时，输入螺杆的入口侧横断面与出口侧横断面之比一般为1.05∶1～1.3∶1，这时入口侧横断面例如为600mm。当入口侧横断面例如为400mm时，输出螺杆的通常锥度为1.1∶1～1.4∶1。例如对于剁碎或切碎了的、在输入螺杆中压缩时要添加浸渍剂的秸秆都给出了锥度和横断面的参数。但是它们也可能根据待浸渍材料的可压缩性和颗粒大小而有很大差别。
锥形逐渐变小的供料螺杆的另一种可选择的方案也可以通过螺杆螺距的逐渐减小而横断面保持相同、或通过这两种变型的组合来实现对材料的压缩。但是比较有利的总是一种锥形结构的供料螺杆，这是因为堵塞的出口侧横断面在相同的运输量时基本上比在一种具有保持相等的横断面的螺杆时更小些，因此一个较小的横断面表面可以密封。
输入螺杆和/或输出螺杆的装置最好具有后接的装置，用这些装置可以使材料在引入或引出之后变松散。
有利的是，在按本发明的方法中根据输至入口的未经处理材料的量来调节在进入浸渍腔室之前和/或在浸渍时附加使用的浸渍剂的量，以便影响材料的密封性能和/或材料的浸渍。
按照本发明的装置可以用来浸渍许多材料。作为材料实例可以列举如下1.天然生长的纤维原料，例如-各种木材，也就是既包括硬木也包括软木，-甘蔗渣(甘蔗)、竹子、棉花枝杆(棉花)、黄麻、西沙尔麻、大麻、苎麻、各种粮食秸秆、稻草、稻壳、中国芦苇、象草、巨型草(芒)、亚麻(纤维和碎片)、椰子、洋麻、针茅麻、龙舌兰属纤维等等。
2.塑料，例如-粘胶、聚苯乙烯、乙烯聚合物、丙烯腈、聚酰胺、聚胺酯、聚酯、贝纶、尼龙、凯夫拉尔(纤维B)、聚对苯二酸盐(Polyterephthalat)等等。
在天然生长的原料的范围内尤其是颗粒都属于“小件”的概念1.OSB(定向条状板)碎屑长至150mm，宽至30mm，厚至1mm2.木屑长至40mm，宽至15mm，厚至6mm，散料重180-220Kg/m3。
3.碎屑外形尺寸可在一个宽的范围内变化；散料重20-250Kg/m3。
4.剁碎的秸秆长度至60mm，宽小于6mm，厚度对应于秆厚度。
5.分成单根的纤维和纤维束为任意长度。
所指出的外形尺寸都理解为实例。
尤其可以使用以下材料作为液体浸渍剂或一种液体浸渍剂的组成成分。
防火剂；杀菌剂、杀生物剂、灭菌剂、杀虫剂、防蚁剂，例如多硼化物/八硼酸二钠四水合物或漆树坚果壳油/烷基酚；有机或无机硅酸盐；用于提高或者减小导电性的物质；抗静电剂；金属化剂；抗氧化剂；防水剂；增稳剂；漆；树脂；光洁剂；乳胶；硬化油；蜡；石蜡；沥青；硬化物质、缓冲物质和吸附物质；气味改善物质；表面活性剂。
尤其可以以下列的应用形式来使用液体的或含水多的浸渍剂-由液体或固体物质在一种溶剂(例如水)中制成的真正的溶液；-乳化液，弥散剂(Dispersion)；-无机和有机的液体，例如油。
在WO97/46635中已经描述了优选的防火浸渍剂溶液，它们可以使用在按照本发明的装置中；它们包括有硫酸铵、硼砂和磷酸三钠，它们最好溶解在水中。所有这些在WO97/46635中所规定的浸渍剂溶液是本申请所参考的组成部分。
若一种液体浸渍剂、如在本发明的构思中优选的那样，用作改善待浸渍材料在供料螺杆中的密封性能的介质，那么业内人士就可以在持久地考虑浸渍剂的基本任务(例如防火或防止昆虫等等)的条件下根据各自的使用目的而改变浸渍剂的化学结构，以便以希望的方式提高待浸渍材料的密封性能。
在化学物理基础方面业内人士将考虑到(a)通过适合地组合低分子和高分子物质(短链或长链的有机化合物)、(b)通过使用由易溶的和难溶的添加剂组成的混合物(盐等等)、(c)通过调定例如在水溶液中的浸渍剂的浓度和/或密度和/或相应的浸渍剂溶液的粘度和/或(d)通过添加软化水的添加剂可以影响密封性能。
用于影响密封性能的浸渍剂例如可以是(a)一种水溶液，它只包括有单一的浸渍剂物质或者(b)是一种至少由两种产品构成的混合物，例如由一种低粘性的和各有一种高粘性介质组成的一种组合物或者(c)粘度调节物，例如硅酸盐(尤其是硅酸钠)、磷酸盐、多硼化物、丙烯酸盐、乙二醇(聚乙二醇)、甘油、淀粉、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇等等。
若浸渍剂用作用来影响密封性能的介质，那么按照一种优选的设计方案可以从一个单一的储存容器进行浸渍剂的配料。从储存容器起那么可以通过单独的管路将浸渍剂准备物(a)输送给供料螺杆(输入螺杆)，该螺杆将已处理过的材料输送至入口，和/或(b)导入浸渍腔室中。若既设有通向输入螺杆的也有通向浸渍腔室的输送管路，那么就可以有选择地将所有量的所要使用的浸渍剂在浸渍腔室前面(最好在供料螺杆中)添加到所要浸渍的材料中(将100％的所要使用的浸渍剂在进入浸渍腔室之前添加给所要浸渍的材料)，或者可以将50％或60％的浸渍剂准备物添加给所要浸渍的材料，用于改善其在供料螺杆中的密封性，而且将剩余的50％或40％的浸渍剂准备物送入浸渍腔室中。在该方面应该指出，即使当在进入浸渍腔室(最好在供料螺杆之内)之前将要使用的浸渍剂全部(100％地)添加至所要浸渍的材料中，浸渍剂通过在后接入的浸渍腔室中的真空并通过由此引起的从所要浸渍的材料的气孔中排出空气也能很好地渗透入到所要浸渍的材料中(尤其是碎屑和纤维)。
按照另外一种优选的设计方案，并不使用一种单一的浸渍剂，而用两种不同的添加剂，它们都配置有单独的输送管用于输送至浸渍腔室或者至输入螺杆(或者输送到位于输入螺杆前面的、该所要浸渍的材料必须通过的部位)。有利的例如是，在材料进入浸渍腔室之前将第一种添加剂加入所要浸渍的材料中，这种添加剂具有较高的粘度并且可以均匀地分布在所要浸渍的材料的表面上，同时形成了一种可保持的滑动膜，以便改善所要浸渍的材料在输入螺杆中的滑动性能。
具有与第一种添加剂相比较低的粘度的第二种添加剂最好添加有助渗透剂如表面活性剂、硅酸盐等等，然后最好定量配料送入浸渍腔室中。这些添加剂各自本身可能就含有浸渍剂，但不一定非得这样。
对于业内人士来说总计有许多不同的可以用来改善待浸渍材料在输入螺杆中的密封性能的组合可能性，而不会引起很大的成本增加。此时总是优选那种工艺方法方案，其中使用一种液体的浸渍剂也用来调整所要浸渍的材料在输入螺杆中充足的密封性能。按照本发明的方法尤其可以应用于浸渍由生长的原材料(特别是秸秆)制成的小件材料。因而就可以使用那些以前似乎并不适合用于比较干燥的、只是有限制地可压缩的和可运输的材料(例如秸秆)的供料螺杆。
按照本发明的方法和装置的其它有利的设计方案从权利要求书中给出，并根据附图借助于以下实施例进行说明。附图示出
图1具有一个按照本发明的浸渍装置的一个浸渍设备的示意图2按本发明的浸渍装置的第一种实施例的示意图；图3通过一个在图2中所示实施例的浸渍腔室的横断面；图4按本发明的浸渍装置的第二种实施例的一个示意图。
图1所示的浸渍设备10包括有一个配料仓12，一个沿过程方向紧接在该配料仓上的传送带秤14，其后面又接入一个按本发明的真空浸渍装置16。在过程方向上继续则布置了一个排水螺杆18，接着是一个干燥器20，后面是一个可逆螺杆22。
所要浸渍的小件材料，例如湿度为20％-25％的、散料重约45Kg/m3的干燥秸秆从一个未示出的储存容器或者直接由一个未示出的剁碎机或切碎机输送到配料仓12(用箭头24表示)。配料仓12通过一个运输带26将材料输送到传送带秤14上，从该传送带秤开始就将材料输送给真空浸渍装置16。在运输带秤14上测量输入的材料重量。根据所确定的重量可以借助于一个调节装置28改变运输带26和/或传送带秤14的运输速度，从而使得从传送带秤转送至真空浸渍装置16的体积流量基本保持一个恒定的预定值。在此应该说明，也可以用测量体积来代替称量。
根据图2至4分别说明了浸渍装置的作用方式，尤其是关于通过对于要进行浸渍的材料的(预)处理来改善密封性能的有关问题。
真空浸渍装置16连接到一个浸渍剂添加装置上。该添加装置主要包括有一个浸渍溶液储存容器32，一个用于测量和定量配制浸渍溶液浓度的测量和调节单元33、一个可调节的配料泵34以及一个流量计36。配料泵34以及流量计36与调节装置28(SPS控制装置)相连，并且可以根据由传送带秤14所转送的(干的)材料(绝对干燥的(Atro)材料)的同样用此调节的体积流量或质量流量而调定到一个预定的流量，例如重量百分比为35％或体积百分比为35％。浸渍剂溶液的体积流量或重量流量也就是可以根据溶液的密度和浓度而进行调节。这样就确保了总是提供正好必需的浸渍溶液量或浸渍剂量用于浸渍，因而可以减少设备的浸渍剂消耗量。
浸渍装置16还连接在一个真空系统40上。真空系统40有一个调节阀42和一个或多个前后一个接一个连接的真空泵44。作为真空泵44例如可以考虑用旋转滑阀泵、罗茨泵、液体环式泵或者这些泵的组合，必要时也可以是与一个预真空容器的组合。在浸渍装置中所产生的真空可以借助于调节阀42自动地或手动地调定至一个预选的压力范围，例如10至50mbar，最好为25mbr。为此必需要(a)一个未表示出的承受浸渍腔室中压力的压力测量仪和(b)一个同样未示出的调节装置，该装置相根据所记录的和预选的压力/压力范围来操纵调节阀并以这种方式使浸渍腔室可选择地与真空泵连接或者使它与真空泵脱开。真空泵的设计取决于所期待的浸渍装置的泄漏损失。
将在浸渍装置16中浸渍过的材料在浸渍之后转送至排水螺杆18。该螺杆现在设计为在运输方向上呈锥形逐渐变小的运输螺杆。它沿着其圆周基本在形成堵塞的部位中具有用来排水的开口(未示出)，附着在浸渍过的材料上的多余的浸渍剂在压缩时就能够通过该开口流出。在排水之后收集浸渍剂，并经过具有一个调节阀48和一个过滤器50的回流管46将所述浸渍剂引入到储存容器32中。通过这种即时的排水、收集和连续不断地返回多余的浸渍剂就再次减少了浸渍剂的消耗。
根据返回的浸渍溶液的量和浓度，储存容器32中的浸渍溶液的浓度也发生了变化。所希望的浓度(一种例如含水25％的溶液)则借助于用于对浸渍溶液的浓度进行配料的测量和调节单元33通过自动调节地添加水或溶剂和/或所要溶解的浸渍剂物质来重新配制。总之就确保了给一定量的待浸渍的材料添加预先规定量的浸渍剂。
浸渍并排过水的材料、在开头所列举的例子中也就是秸秆则从排水螺杆18(现在其湿度为120-160％，散料重约为200Kg/m3)继续输送至干燥器20。在该干燥器中所述材料通过加热从浸渍剂溶液中剩余的水中释放出来直至一个所希望的剩余湿度量。这里例如是指一种滚筒式干燥器，其中通过滚筒的旋转而使材料运动并按此方式良好地进行通风并同时在滚筒干燥器的出口方向上运输材料。材料由该干燥器20转送至一个(可逆的)运输螺杆22上。从该螺杆又继续将浸渍并干燥过的材料运送至与之紧接着的加工过程、例如纤化过程。
在图2中表示了第一种实施例形式的真空浸渍装置16。它有一个输入螺杆52，一个与该螺杆进行法兰连接的真空浸渍腔室54和一个又是与该腔室进行法兰连接的输出螺杆56。无论是输入螺杆52还是输出螺杆56都设计成在运输方向上呈锥形逐渐变小的供料螺杆。真空浸渍腔室54具有一个混合器，它根据图3还要详细加以说明。由传送带秤14转送过来的秸秆(见图1)首先例如在重力的影响下(箭头58)在入口侧进入到输入螺杆52中。该螺杆以一种先前调定好的速度沿着其出口侧逐渐变小的轴向端部的方向上输送此物料。运输速度可以借助一个调节装置60通过运输螺杆的转速来调定，从而在考虑了由传送带秤所输送的材料量时总是保证了材料在螺杆的逐渐变小的出口侧的端部的部位上形成了一种堵塞。
在输入螺杆52中就已将浸渍剂溶液经过一个第一输入管62添加给材料，以便改善在输入螺杆52的出口侧端部部位处的密封性能以及使材料同时地在由输入螺杆52所施加的压力作用下进行预浸渍。附加地或可选择地可以经过一个单独的在图2中未示出的输入管路给材料添加一种液体，这种液体不含有浸渍剂，但可以改善材料在输入螺杆52中的密封性能。
输入螺杆52的出口端同时形成一个入口64，通过此入口使材料引入浸渍腔室54中。设计为连续式混合器的浸渍腔室54具有两根设有许多(可调整的)混合工具70的轴66、68(见图3)，这些轴使材料反向旋转而松散开，与浸渍剂一起充分混合并且同时使之在输出螺杆56的方向上运输。
浸渍腔室54连在真空系统40上(也参见图1)，并借助调节阀42根据真空泵44的泵压功率进行抽真空，直至所希望的压力例如25mbar。由于低压使输入的材料充分地排除气体，以便保证对紧接着或者同时地添加的浸渍剂有较好的接收能力。真空泵的设计则取决于浸渍装置的所期望的泄漏损失。泄漏损失通过(a)浸渍装置的入口和出口的横断面以及(b)材料的密封性能来确定。
浸渍剂以浸渍溶液的形式在浸渍期间经过一个第二输入管72也装入到浸渍腔室54中。这是借助一个喷嘴74在连续式混合器和在该混合器中混合的材料的上方将溶液喷射入浸渍腔室54中而实现的。总的添加的浸渍溶液的量其中一部分注射进输入螺杆52中，一部分注射进浸渍腔室54中，所述量则用配料泵34和流量计36(此处未示出，为此可见图1)而被限制到根据输入的待浸渍材料的体积流量所必需要的量。图2所示的一种水平布置的浸渍腔室的结构型式最好用于小的浸渍容量。
在浸渍腔室54中的混合时间和混合强烈程度借助于另外一个调节装置76(变流器(Umrichter))来调节，该调节装置与布置在浸渍腔室54出口侧的出口阀相结合来控制轴66、68的转速。按这种方式可以提高混合的强烈程度，其方法是使轴66、68的转速调整得更高，而不会缩短混合时间，在该期间该出口阀78一直如所希望的那样保持闭合和/或如希望那样宽地闭合。那么材料一方面就更快地输送至浸渍腔室54的出口端，但在那儿停留一段相应较长的时间，以便例如在浸渍之后进行较长的排气。另外还可以根据轴66、68的一个(未示出的)驱动电机的耗用电流来调节出口阀，以便例如阻止形成材料堵塞。若选择一个较小的轴转速，那么材料在浸渍腔室中总的停留时间以及尤其在喷嘴74下面的停留时间由于运输速度较小而延长了。
喷嘴最好布置在靠近浸渍腔室的入口的起始部位中。但它也可以根据浸渍过程的不同而布置得更靠向浸渍腔室的中心，以便例如延长在浸渍之前对材料进行排气的时间。
浸渍剂溶液分配成注入到输入螺杆52中和注入到浸渍腔室54的部分，这例如可以通过未示出的流量计和/或阀来调定。
经浸渍的材料通过出口阀78的开孔输送至同样也是向着其出口方向逐渐变小的输出螺杆56的入口部位中。材料在输出螺杆中又是在逐渐变小的出口端的部位中进行压缩，该部位同时形成了一个用于从浸渍装置16中引出已浸渍材料的出口82，从而形成了对出口82进行密封的一种堵塞。根据(在交替打开的和关闭的或者部分关闭的出口阀78中为不连续的)已浸渍材料的体积流量来调节输出螺杆56的转速的一个调节装置80就确保了上述要求。螺杆此时完成了双重功能在形成堵塞时也就是将多余的浸渍剂以上面所述的方式挤出并经过返回管路46输入至储存容器32中。由于挤出了多余的浸渍剂使总的所需要的浸渍剂成分根据材料的体积流量而基本保持恒定。
在浸渍腔室54的入口64部位中和输出螺杆56的出口82部位中的两个堵塞引起了材料在它们之间的整个范围中经受了借助于真空系统40所产生的真空。此时在真空中该材料既通过一个在其中加入浸渍剂的部段(在喷嘴之下)，也通过一个在其中不加入其它的浸渍剂、而在其中只是还进行混合和/或运输的部段，以便实现排气并且总体上使浸渍剂最好可能地渗入材料中。
通过输出螺杆56的出口82而引出的、经浸渍的材料输送给后接的排水螺杆18(见图1)。然而在输出螺杆56中充分排水的情况下也就可以放弃使用一个后接的附加的排水螺杆18，因而使材料直接从浸渍装置16输入到一个后接的干燥器20中。
在图4中所示的按照本发明的真空浸渍装置16’的实施例同样具有一个输入螺杆52’和一个输出螺杆56’，它们设计成呈锥形逐渐变小的供料螺杆。然而与从前所示实施例不同的是在这两个供料螺杆之间设置的浸渍腔室84此处设计成一个大容积的混合螺杆。浸渍腔室84从水平面在过程方向上升起地向外倾斜。另外浸渍装置16’与按图1所示的浸渍装置的区别在于全部浸渍剂量借助于管路62’送入输入螺杆52’中，而不设置其它的用于直接将浸渍剂喷注到浸渍腔室84中的管路。
用于真空浸渍的混合螺杆设有两个调节装置，以便达到所希望的混合时间和混合强烈程度。一方面设有一个调节装置(用箭头86表示)，借助此装置可以调整浸渍腔室相对于水平面的倾斜度，而另一方面设置一个转速调节装置88用于调定混合螺杆的输送速度。
经输入螺杆52’注入的浸渍剂与已经预浸渍过的材料一起经入口64’引入到浸渍腔室中并在那里汇集在一个下面部段98中。根据浸渍腔室84的倾斜度、混合螺杆的转速和引入的浸渍剂量，材料在一个较长的混合时间内与浸渍剂相接触。这种浸浴式浸渍尤其适合于较高的浸渍容量的情况。
在运输方向上在浸渍腔室84的混合螺杆的未端上使已浸渍的材料转送给输出螺杆56’，该螺杆一方面将材料如在从前所列举的实施例中那样进行压缩并将多余的浸渍剂挤出，而另一方面它同时在用于将材料从浸渍装置82’中引出的出口82’的部位中形成了一种材料堵塞。在入口64’中的材料堵塞以及在出口82’中的堵塞此处也限定了借助于真空系统40’抽成真空的容积。
经浸渍的材料由输出螺杆56’转送至一个松开单元90，该单元主要具有两个针形辊子92、94，用该辊子使得经浸渍的部分粘结的材料在引出之后，在它们例如(只要不设有后接的排水螺杆)被转送至一个干燥器(见图1)之前就松散开。一个类似的松开单元也可以设置在浸渍腔室84之内入口后面，用于在引入材料之后使其松开。
输入、输出螺杆52’、56’和混合螺杆的转速以及浸渍腔室84的倾斜度借助于调节装置60’、80’、86和88进行调节。
所示实施例中的所有调节装置都可以通过一个计算单元相互连接起来而且尤其也可与浸渍设备10(见图1)的其余调节装置连接，从而使浸渍过程全自动地进行。另外证实为有利的是设置其它的测量回路和调节回路，用这些回路例如可以监测浸渍腔室54或84中的压力或压力变化，并将各测量值应用于根据输给的材料量和浸渍剂量来改变输入和输出螺杆的转速，从而保证尽可能好的真空密封。
除了所示的实施例之外还可以有其它的浸渍腔室的实施形式。例如这种浸渍腔室可以具有一个可旋转的滚筒，该滚筒上有可调整的或固定的叶片用来使材料和浸渍剂充分混合。它还可以具有一个链式运输机或者一种斗式运输装置(链式运输系统)。
权利要求
1.在一个浸渍装置(16，16’)中对小件材料进行真空浸渍的方法，该浸渍装置具有一个可抽成真空的浸渍腔室(54，84)、一个用于将材料引入到浸渍腔室(54，84)中的入口(64，64’)和一个用于将材料从浸渍装置(16，16’)中引出的出口(82，82’)，这种方法有以下方法步骤-用一种物质来处理该材料，从而产生一种经处理的材料，该材料在供料螺杆中的密封性能与未经处理的材料相比已得到改善，-借助一个供料螺杆(52)将经过处理的材料输送至入口(64，64’)，-借助于供料螺杆(52)将已处理的材料经入口(64，64’)引入到浸渍腔室(54，84)中，从而使已处理的材料在引入过程中对入口(64，64’)进行密封，-用一种浸渍剂在浸渍腔室(54，84)中使材料在低压下进行浸渍；-将浸渍过的材料运输至出口(82，82’)，并-将浸渍过的材料经出口(82，82’)从浸渍装置(16，16’)中引出，从而使材料在引出过程中对出口(82，82’)进行密封。
2.按权利要求1所述的浸渍方法，其特征在于，用于处理材料的物质是为了制成一种经处理的材料，该材料在一个供料螺杆中的密封性能要比未经处理的材料已经得到改善，这种物质是一种液体的浸渍剂。
3.按上述权利要求中任一项所述的浸渍方法，其特征在于，使材料连续不断地经过入口(64，64’)引入到浸渍腔室(54，84)中和/或连续不断地经过出口(82，82’)从浸渍装置(16，16’)中引出来。
4.按上述权利要求中任一项所述的浸渍方法，其特征在于，材料在运输至出口(82，82’)时进行压缩。
5.按权利要求4所述的浸渍方法，其特征在于，材料在运输至出口(82，82’)时进行压缩并同时收集多余的浸渍剂。
6.按上述权利要求中任一项所述的浸渍方法，其特征在于，使材料在引入和/或引出之后松散开。
7.按上述权利要求中任一项所述的浸渍方法，其特征在于，对运输至入口(64，64’)和出口(82，82’)的材料量进行调节，以便影响材料的密封性能。
8.按上述权利要求中任一项所述的浸渍方法，其特征在于，在浸渍时将附加的浸渍剂加入到浸渍腔室(54，84)中。
9.按权利要求2至8中任一项所述的浸渍方法，其特征在于，根据运输至入口(64，64’)的未经处理的材料的量来调节在进入到浸渍腔室(54，84)中之前和/或在浸渍期间附加使用的浸渍剂的量，以便影响材料的密封性能和/或材料的浸渍。
10.按上述权利要求中任一项所述的浸渍方法，其特征在于，对于浸渍腔室(54，84)一直进行抽真空。
11.用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法的设备。
12.用于对小件材料进行真空浸渍的设备，该设备具有一个可抽成真空的浸渍腔室(54，84)、一个用于将材料引入到浸渍腔室(54，84)中的入口(64，64’)和一个用于将材料从浸渍装置(16，16’)中引出的出口(82，82’)；具有一个用于将材料运输至入口(64，64’)的供料螺杆(52，52’)；具有一个配置于该供料螺杆的或接在前面的装置(62，62’)，用于以一种物质对小件材料进行处理，以便制成一种经处理的材料，使得该材料在供料螺杆(52，52’)中的密封性能比未经处理的材料得到改善；具有一个用于将经过浸渍的材料运输至出口(82，82’)的装置以及一个用于将浸渍腔室(54，84)抽成真空的装置(40，40’)。
13.按权利要求12所述的设备，其中供料螺杆(52，52’)和用于将已经浸渍的材料运输至出口(82，82’)的装置使得材料在引入到浸渍腔室(54，84)中时对于入口(64，64’)、以及在从浸渍装置(16，16’)中引出时对于出口(82，82’)至少基本上气密地进行密封。
14.按权利要求13所述的设备，其特征在于，用于将经过浸渍的材料运输至出口(82，82’)的装置用于对材料进行压缩。
15.按权利要求14所述的设备，其特征在于，用于将经过浸渍的材料运输至出口(82，82’)的装置包含有一个供料螺杆(56)。
16.按权利要求12至15中任意一项所述的设备，其特征在于，该设备具有一个用于调节一个或多个存在的供料螺杆(52，52’，56，56’)的转速的调节装置。
17.按权利要求12至16中任一项所述的设备，其特征在于，配属于供料螺杆的或接在前面的装置(62，62’)为了处理小件材料如此设置，给所述材料添加一种液体的浸渍剂和/或一种液体的、提高小件材料密封性能的介质。
18.按权利要求15至17中任一项所述的设备，其特征在于，该设备在用于将材料运输至出口(输出螺杆)的供料螺杆(56，56’)的部位中有一个用来收集和返回多余的浸渍剂的装置(46，46’)。
19.按权利要求15至18中任一项所述的设备，其特征在于，该设备具有接在输入螺杆(52，52’)和/或输出螺杆(56，56’)之后的、用于在引入或引出之后使材料松散开的装置(90)。
20.按权利要求12至19中任一项所述的设备，其特征在于，该设备具有用于将浸渍剂添加到浸渍腔室(54，84)中的装置(62，62’，72)。
21.按权利要求20所述的设备，其特征在于，该设备具有一个特别是根据供料螺杆(52，52’，56，56’)的转速来调节浸渍剂添料量的调节装置(28，34，36)。
全文摘要
本发明涉及在一个浸渍装置(16，16’)中对小件材料进行真空浸渍的一种方法，该浸渍装置有一个可抽真空的浸渍腔室(54，84)、一个用于将材料引入到浸渍腔室(54，84)中的入口(64，64’)和一个用于将材料从浸渍装置(16，16’)中引出的出口(82，82’)，这种方法有以下的几下步骤－用一种物质来处理材料，从而就产生一种经处理的材料，所述材料在供料螺杆中的密封性能与未经处理的材料相比已得到改善；－借助一个供料螺杆(52)将经过处理的材料输送至入口(64，64’)；－借助于供料螺杆(52)将已处理的材料通过入口(64，64’)引入到浸渍腔室(54，84)中，从而使已处理的材料在引入过程中对入口(64，64’)进行密封；－采用一种浸渍剂在低压下使材料在浸渍腔室(54，84)中浸渍；－将浸渍过的材料运输至出口(82，82’)，并－将浸渍过的材料经出口(82，82’)从浸渍装置(16，16’)中引出，从而使材料在引出过程中对出口(82，82’)进行密封。
文档编号D21C1/00GK1568246SQ02819997
公开日2005年1月19日 申请日期2002年8月9日 优先权日2001年8月9日
发明者赫伯特·乔治·诺珀 申请人:赫伯特·乔治·诺珀