[发明专利]料斗结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于容置和处理疏松材料-尤其是颗粒材料的料 斗结构，该料斗结构装配有插入体，该插入体设计为能够影响容置在料 斗结构中的颗粒材料的形态，尤其是排出步骤中的形态。

背景技术

本说明书和权利要求中的术语“料斗”指的是任何型式的下述容器， 敞口的或者顶部封闭的(在这种情况下有时称为筒仓)，横截面可以是各 种形状，比如圆形、方形或矩形截面，而且在其底部终止于设有适当输送 口的渐缩排放部，该输送口通常由适合的排放阀控制。众所周知，料斗通 常在其顶部装载疏松材料，并且装载于其中的材料通过其渐缩部底部处的 输送口输送出来。

在装载于料斗中的材料的排出步骤中，疏松材料的向下流动大体上 可以是两种类型：“块状”流或“漏斗状”流。

当形成“块状流”时，料斗内的全部材料会发生均匀下漏，而不会 形成优先通道。换句话说，料斗中的各种颗粒在料斗正截面处的速度矢 量的模数即使不完全相同，也是彼此非常相似的。

相反地，当形成“漏斗状流”时，各种颗粒沿着料斗正截面的速度 矢量的模数值是非均匀的。更具体地说，在同一横截面处料斗居中部分 的速度矢量的模明显大于靠近料斗侧壁的颗粒的速度矢量的模。这种现 象表现为至少在料斗的居中部分形成材料的至少一条优选下漏通道。

在许多应用中，料斗用作颗粒材料的处理室，比如在将塑性材料减 小为颗粒的过程中(这里“颗粒”也包括薄片、鳞状物等)，必须保证 装载于其中的材料是以“块状流”下漏的。

众所周知，在加工许多塑性材料时，非常重要的处理是对塑性材料 颗粒进行除湿，即将称为“易湿材料”的聚合材料颗粒中的水分除去。 将易湿颗粒中的湿气除去是必要的，因为在颗粒材料被高温处理而融化 期间颗粒内可能残留的任何水分都会插入聚合体分子链，从而破坏该分 子链。破坏分子链将导致最终产品的品质很差，而且在任何情况下都比 最佳机械属性特征差得多，因为经常出现水泡、气孔、颜色不均和其它 不理想的现象。

待除湿的颗粒塑性材料通常储存在设置为与热干燥气体发生装置 流体连通的料斗或筒仓中，该热干燥气体发生装置统称为“干燥机”， 其设计为能够将热干燥气体(加工空气)吹入料斗中。一旦进入料斗， 加工空气流过整体或部分待处理的颗粒塑性材料，除去其中的湿气并通 过适当的出口导管导出料斗。

使其后将在加工机(压力机)中进行融化的给定颗粒塑性材料达到 理想的除湿程度取决于许多因素。最重要的一个因素无疑是颗粒材料在 除湿料斗中的停留时间。依据待处理的给定颗粒材料所需要的除湿程 度，颗粒塑性材料必须在料斗中储存确定且特定的时间间隔(停留时 间)。

为了使装载于料斗中的给定塑性颗粒材料能够被均匀地干燥，假如 气体是以均匀方式散布在料斗内的，那么颗粒材料必须在料斗中停留一 段时间，该停留时间通常对于每种塑性材料而言都是特有且典型的。

对于所有颗粒材料而言，确保在料斗内停留同样的停留时间意味着 当颗粒材料在除湿料斗中下漏时，颗粒速度场的竖直分量在料斗的整个 正截面处都是恒定的。如上所述，这种流动就是技术文献中所谓的“块 状流”。

相反，那些用于使靠近料斗侧壁的颗粒材料流动减缓或形成累积的 流动形态(漏斗状流)以及在料斗的其它更居中的区域形成累积的流动 形态都是要避免的。这种类型的流动形态将导致塑性颗粒的湿度值彼此 各不相同，一旦将这些颗粒供给加工机(压力机)，会导致产品的品质 很差。

为了尽可能确保以“块状流”型式进行下漏流动，曾有人建议在料 斗中的渐缩下部的上部处设置一种居中的锥形插入构件(锥尖面向上) 或长形的管状插入体，如专利US6405454中(Kramer等人)所公开及 描述的那样。该有孔的插入体在底部处封闭并在顶部处供给热干燥气 体，所以气体不会散布到装载于料斗中的全部颗粒材料。而且，在这种 插入体之下及料斗输送口上方会形成热加工空气无法到达的“死”区， 由于温度下降，所以在该处颗粒会吸收湿气，因而会影响颗粒经加工(模 制)所得产品的物理化学特性。另外，在排放步骤中死区内会产生不期 望的“漏斗状流”，这将导致颗粒再次混合。

本发明的主要目的是提供一种对装载于其中的颗粒材料进行干燥 的料斗或筒仓结构，该料斗或筒仓结构适于对料斗中-尤其是料斗的底 部排放部处的下漏流动进行控制。