特許 7390110 スクリュー機械から溶融物を搬出させるための始動弁・絞り装置およびこの種の始動弁・絞り装置を用いてばら材を処理するための設備並びにこの種の始動弁・絞り装置を用いてスクリュー機械から溶融物を搬出させるための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-22

(45)【発行日】2023-12-01

(54)【発明の名称】スクリュー機械から溶融物を搬出させるための始動弁・絞り装置およびこの種の始動弁・絞り装置を用いてばら材を処理するための設備並びにこの種の始動弁・絞り装置を用いてスクリュー機械から溶融物を搬出させるための方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 11/22 20060101AFI20231124BHJP

   B29C 48/255 20190101ALI20231124BHJP

   B29C 48/695 20190101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

F16K11/22 Z

B29C48/255

B29C48/695

【請求項の数】 17

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019056222

(22)【出願日】2019-03-25

(65)【公開番号】P2019178778

(43)【公開日】2019-10-17

【審査請求日】2022-03-25

(31)【優先権主張番号】10 2018 204 584.4

(32)【優先日】2018-03-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】501164665

【氏名又は名称】コペリオン ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100154612

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 秀樹

(74)【代理人】

【氏名又は名称】藤田 アキラ

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル シュミット

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン キールン

(72)【発明者】

【氏名】ラルフ キューン

(72)【発明者】

【氏名】マルクス シュムッデ

(72)【発明者】

【氏名】トーミ トラトニク

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０４９８４９７７（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０００－２４６７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８３６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０１２３５９１４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４８／００－４８／９６

Ｆ１６Ｋ １１／００－１１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スクリュー機械から溶融物を搬出させるための始動弁・絞り装置であって、
ハウジング（２４）およびその中に形成されているハウジング繰り抜き部（２５）と、
前記ハウジング（２４）内に形成され、前記ハウジング繰り抜き部（２５）に開口している、前記溶融物（２３）を供給するための取り込み通路（３３）と、
前記ハウジング（２４）内に形成され、前記ハウジング繰り抜き部（２５）に開口している、前記溶融物（２３）を搬出させるための搬出通路（３７）と、
前記スクリュー機械（３）の始動過程の間に前記溶融物（２３）を排出するための排出穴（３５）と、
切換え体（２６）と、を備え、
前記切換え体が、前記ハウジング繰り抜き部（２５）内に配置され、且つ排出位置と搬出位置との間で変位可能であり、
前記切換え体が、少なくとも部分的に、前記排出位置で前記取り込み通路（３３）を前記排出穴（３５）と結合させるための排出通路（３４）を形成し、
前記切換え体が、前記搬出位置で前記取り込み通路（３３）と前記搬出通路（３７）とを結合させるための貫通通路（３６）を形成している、前記始動弁・絞り装置において、
前記貫通通路（３６）内に絞り体（３８）が前記切換え体（２６）に対し相対的に回動可能に配置されている、ことを特徴とする始動弁・絞り装置。

【請求項2】

前記絞り体（３８）が絞り体回動軸線（４１）のまわりに回動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の始動弁・絞り装置。

【請求項3】

前記絞り体（３８）が絞り体駆動部（４０）を用いて回動可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の始動弁・絞り装置。

【請求項4】

前記絞り体駆動部（４０）が前記切換え体（２６）に固定されていることを特徴とする、請求項３に記載の始動弁・絞り装置。

【請求項5】

前記絞り体（３８）が絞り体駆動軸（３９）に固定され、該絞り体駆動軸（３９）が少なくとも部分的に前記切換え体（２６）を通るように延在していることを特徴とする、請求項１から４までの少なくとも一つに記載の始動弁・絞り装置。

【請求項6】

前記絞り体（３８）が、前記溶融物（２３）の流動方向に作用する圧力を吸収するため、絞り体駆動軸（３９）に偏心して固定されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の始動弁・絞り装置。

【請求項7】

前記貫通通路（３６）が、入口（４８）から前記絞り体（３８）の絞り体回動軸線（４１）まで、少なくとも部分的に、拡大している横断面（Ａ）を有していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の始動弁・絞り装置。

【請求項8】

前記貫通通路（３６）が入口（４８）に自由流動横断面（Ａ_１）を有し、前記絞り体（３８）の最小絞り位置で前記絞り体（３８）に沿った自由流動横断面（Ａ_２）に対し次の関係が適用されること、すなわち０．５≦Ａ_２／Ａ_１≦１．３、特に０．６≦Ａ_２／Ａ_１≦１．２、特に０．７≦Ａ_２／Ａ_１≦１．１、特に０．８≦Ａ_２／Ａ_１≦０．９が適用されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の始動弁・絞り装置。

【請求項9】

前記切換え体（２６）が切換え体駆動部（２７）により変位可能であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の始動弁・絞り装置。

【請求項10】

前記切換え体（２６）が切換え体変位軸線（２８）を形成していることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の始動弁・絞り装置。

【請求項11】

前記絞り体回動軸線（４１）と前記切換え体変位軸線（２８）とが互いに平行に、特に同心に延びていることを特徴とする、請求項１０に記載の始動弁・絞り装置。

【請求項12】

前記切換え体（２６）が前記切換え体変位軸線（２８）のまわりに回動可能であることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の始動弁・絞り装置。

【請求項13】

前記切換え体（２６）が前記切換え体変位軸線（２８）に沿って直線状に変位可能であることを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか一つに記載の始動弁・絞り装置。

【請求項14】

前記切換え体（２６）内に、絞られない搬出位置で前記取り込み通路（３３）と前記搬出通路（３７）とを結合させるための自由貫通通路（５０）が形成されていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一つに記載の始動弁・絞り装置。

【請求項15】

ばら材（２３）を溶融させ、溶融物（２３）を供給するためのスクリュー機械（３）と、
請求項１から１４までのいずれか一つに記載の始動弁・絞り装置と、を備えたばら材処理設備。

【請求項16】

始動弁・絞り装置を用いてスクリュー機械から溶融物を搬出させるための方法において、
請求項１から１４までのいずれか一つに記載の始動弁・絞り装置を準備するステップと、
前記切換え体（２６）を排出位置から搬出位置へ変位させるステップと、
前記切換え体（２６）の前記貫通通路（３６）および前記搬出通路（３７）とを通じて前記溶融物（２３）搬出するステップと、
前記絞り体（３８）を前記貫通通路（３６）内で前記切換え体（２６）に対し相対的に回動させるステップと、を含む方法。

【請求項17】

前記切換え体（２６）と前記ハウジング（２４）との間に到達した前記溶融物（２３）による前記切換え体（２６）のブロックを回避するため、前記搬出位置にある前記切換え体（２６）を反復的に変位させることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクリュー機械から溶融物を搬出させるための始動弁・絞り装置およびこの種の始動弁・絞り装置を用いてばら材を処理するための設備に関するものである。さらに、本発明は、この種の始動弁・絞り装置を用いて溶融物を搬出させるための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１から、始動弁・絞り装置をフランジ固定したスクリュー機械が知られている。始動弁・絞り装置は、始動弁・絞り体が配置されているハウジング繰り抜き部を形成したハウジングを含んでいる。始動弁・絞り体は２つの円筒状の密封部分を有し、これらの密封部分の間に絞り体が配置されている。２つの密封部分の一方には、部分筒状に形成されている始動弁弁体が形成されている。始動弁・絞り装置は、さらに、長手軸線のまわりに始動弁絞り体を回動させるための回動駆動部と、始動弁絞り体を長手軸線方向へ変位させるためのリニア駆動部とを含んでいる。リニア駆動部の第１の終端位置で、始動弁・絞り体は始動弁として作動し、その結果取り込み通路を通じて供給された溶融物は始動出口を通じて搬出される。リニア駆動部の第２の終端位置では、両密封部分はハウジング繰り抜き部を密封し、その結果始動出口が閉鎖され、絞り体は絞り位置にある。回動駆動部により始動弁・絞り体を長手軸線のまわりに回動させることにより、取り込み通路を通じて供給された溶融物の搬出は搬出通路の方向において絞り体によって絞られる。欠点は、始動弁・絞り装置の構成および作動が複雑なことである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】独国特許第３８１５８９７Ｃ１号明細書（米国特許出願公開第４９８４９７７Ａ号公報に対応）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、簡潔で且つ信頼性があるように構成され、簡単でエネルギー効率的な作動を可能にする始動弁・絞り装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題は、請求項１の構成を備えた始動弁・絞り装置によって解決される。貫通通路内に絞り体が切換え体に対し相対的に回動可能に配置されていることにより、絞り体は切換え体とは独立に操作可能である。したがって搬出位置で、切換え体の変位を必要とせずに、簡単に且つエネルギー効率的に溶融物を絞ることが可能である。加えて、絞り体が切換え体とは独立に操作可能であることによって、始動弁・絞り装置の駆動側の構成が簡潔になる。

【0006】

絞り体は、好ましくはスロットルフラップとして、またはバタフライスロットルとして形成されている。スロットルフラップは絞り前面および絞り後面を形成し、絞り前面と絞り後面とは絞り端面を介して互いに結合されている。絞り前面または絞り後面は、絞り端面に比べて、溶融物に関してより大きな流動抵抗を有している。最大絞り位置では、絞り前面により最大流動抵抗が設定され、これに対し最小絞り位置では、絞り端面により最小流動抵抗が設定される。

【0007】

切換え体が複数の部分から形成されていれば、絞り体は少なくとも１つの切換え体構成部分に対し相対的に変位可能に貫通通路内に配置されている。少なくとも１つの切換え体構成部分に対し絞り体が相対的に変位できないように配置されていてもよい。切換え体はたとえば２つの部分から形成されていてよく、第１の切換え体構成部分と第２の切換え体構成部分とを含んでいてよい。絞り体は、第１の切換え体構成部分に対し相対的に変位可能に貫通通路内に配置されている。第２の切換え体構成部分は絞り体駆動軸と結合されており、その結果絞り体は第２の切換え体構成部分に対し相対的に変位不能である。第２の切換え体構成部分は、排出通路および／または自由貫通通路を形成している。自由貫通通路内に絞り体は配置されていない。

【0008】

請求項２に記載の始動弁・絞り装置は、簡潔でエネルギー効率的な作動を保証する。絞り体が貫通通路内で絞り体回動軸線のまわりに回動可能であることにより、搬出位置で溶融物の絞りが簡単に且つ迅速に可能である。絞り体の位置の変化は、変位する質量が小さいために比較的エネルギー効率的である。絞り体の最小絞り位置では圧力損は少なく、その結果スクリュー機械はエネルギー効率的に作動可能である。好ましくは、絞り体は切換え体に回動可能に支持されている。絞り体の支持は特に密封して行われ、その結果この支持のために溶融物が漏出することはない。

【0009】

請求項３に記載の始動弁・絞り装置は、簡潔で信頼性のある構成を保証する。絞り体が固有の絞り体駆動により回動可能であることにより、簡潔に構成された信頼性のある絞り体駆動部を使用可能である。絞り体駆動部は切換え体を変位させる必要がなく、その結果絞り体駆動部はもっぱら絞り体の回動だけに利用可能であり、且つ最適化可能である。好ましくは、絞り体駆動部は、絞り体を絞り体回動軸線のまわりに回動させる駆動電動機である。絞り体駆動部はハウジングまたは切換え体に固定されている。

【0010】

請求項４に記載の始動弁・絞り装置は、簡潔な構成と簡単な作動とを保証する。絞り体駆動部が切換え体に固定されていることにより、絞り体駆動部は切換え体とともに変位し、その結果絞り体駆動部と絞り体とは、切換え体の排出位置から搬出位置への変位のために切換え体に対し相対運動を実施しない。絞り体駆動部は好ましくは駆動電動機として形成され、その結果切換え体の変位を導電線を介して簡単に補償することができる。

【0011】

請求項５に記載の始動弁・絞り装置は、簡潔で信頼性のある構成を保証する。絞り体駆動軸により、絞り体は特に両側で支持されている。加えて、絞り体駆動軸は、貫通通路内での絞り体の簡単な取り付けを可能にさせる。絞り体駆動軸は、好ましくは切換え体に対し密封されている。好ましくは、絞り体駆動軸は切換え体内で絞り体の両側で密封され、且つ回動可能に支持されている。絞り体駆動軸は、特に、絞り体を変位させるために１つの絞り体駆動部が絞り体駆動軸と結合可能であるように自在にアクセス可能である。絞り体は、絞り体駆動軸に相対回転不能に固定されている。

【0012】

請求項６に記載の始動弁・絞り装置は、信頼性のある構成を保証する。絞り体が絞り体駆動軸に偏心して固定されていることにより、溶融物の流動方向に作用する圧力を、比較的厚い壁のために確実に吸収することができる。これにより、圧力による許容しがたい湾曲が回避される。好ましくは、絞り体はスロットルフラップとして形成され、該スロットルフラップは、絞り体駆動軸と絞り前面との間の壁厚が絞り体駆動軸と絞り後面との間の壁厚よりも大きいように、絞り体駆動軸に偏心して固定されている。流動方向において上流側の絞り前面での壁厚がより大きいことにより、上流側で作用する圧力は確実に吸収される。

【0013】

請求項７に記載の始動弁・絞り装置は、簡単でエネルギー効率的な作動を保証する。貫通通路の横断面が少なくとも部分的に拡大していることにより、絞り体の最小絞り位置で小さな流動抵抗が可能になり、よって少ない圧力増大または圧力損が可能になる。絞り体の横断面は、最小絞り位置で、少なくとも部分的に、貫通通路の拡大している横断面によって補償される。したがって、最小絞り位置での絞り体での圧力損は実質的に回避され、その結果簡単でエネルギー効率的な作動が可能である。特に、始動弁・絞り装置の下流側で圧力を増大させるための溶融物ポンプは省略できる。好ましくは、絞り体は、絞り前面と絞り後面とこれらを結合させている絞り端面とを含んだスロットルフラップとして形成されている。特に、絞り前面と絞り後面とは、絞り端面を起点にして（横断面で絞り体回動軸線に対し垂直に見て）絞り体回動軸線まで少なくとも部分的に互いに楔状に延在している。好ましくは、絞り端面は（横断面で絞り体回動軸線に対し垂直に見て）湾曲して形成されている。これにより、最小絞り位置でのスロットルフラップの流動抵抗が最適化される。

【0014】

請求項８に記載の始動弁・絞り装置は、簡単でエネルギー効率的な作動を保証する。自由流動横断面Ａ_２／Ａ_１の比率により、最小絞り位置での小さな流動抵抗と少ない圧力増大または圧力損とが保証される。自由流動横断面Ａ_２は、特に、圧力体回動軸線を通り且つ溶融物の流動方向または搬送方向に対し垂直に延在している断面に関わる。この断面は、特に、入口によって定義されて流動方向または搬送方向に対し垂直に延在している断面に対し平行である。好ましくは、絞り体はスロットルフラップとして形成されている。最小絞り位置で、絞り前面と絞り後面とは実質的に流動方向に対し平行に延在し、その結果絞り前面と絞り後面とを結合させている絞り端面が実質的に流動抵抗を決定する。

【0015】

請求項９に記載の始動弁・絞り装置は、簡潔な構成と作動とを保証する。切換え体が固有の切換え体駆動部により変位可能であることにより、駆動側の構成と切換え体の変位とが容易である。切換え体駆動部は、特に駆動電動機として形成されている。切換え体駆動部は、好ましくはハウジングに固定されている。これによって切換え体駆動部は簡単に操作可能である。切換え体駆動部はリニア駆動部またはロータリー駆動部として形成されている。

【0016】

請求項１０に記載の始動弁・絞り装置は、簡単な作動を保証する。第１実施態様の場合、切換え体は切換え体変位軸線に沿って直線状に変位可能である。第２実施態様の場合は、切換え体は切換え体変位軸線のまわりに回動可能である。

【0017】

請求項１１に記載の始動弁・絞り装置は、簡潔な構成と作動とを保証する。絞り体回動軸線が切換え体変位軸線に対し平行に延びていることにより、排出位置と搬出位置との間での簡単な切換えが可能である。切換え体が排出位置と搬出位置との間で直線状に変位する場合、絞り体駆動部および／または絞り体駆動軸は排出位置と搬出位置との間での切換えを阻害しない。切換え体が排出位置と搬出位置との間で切換え体変位軸線のまわりに回動する場合は、絞り体駆動部および／または絞り体駆動軸によって回動が阻害されない。

【0018】

請求項１２に記載の始動弁・絞り装置は、簡潔な構成と簡単でエネルギー効率的な作動とを保証する。切換え体は、ハウジング繰り抜き部内に回動可能に支持されている。切換え体変位軸線は切換え体回動軸線である。好ましくは、切換え体はハウジング繰り抜き部内に切換え体変位軸線の方向に固定されている。切換え体は、排出位置と搬出位置との間で切換えるために特に少なくとも９０゜切換え体変位軸線のまわりに回動可能である。好ましくは、切換え体変位軸線は水平方向または鉛直方向に向けられている。

【0019】

請求項１３に記載の始動弁・絞り装置は、簡潔な構成と簡単でエネルギー効率的な作動とを保証する。切換え体は、ハウジング繰り抜き部内に直線状に変位可能に配置されている。排出位置と搬出位置との間の切換えは、切換え体が切換え体変位軸線に沿ってハウジング繰り抜き部内を直線状に変位することによって行われる。好ましくは、切換え体変位軸線は水平方向または鉛直方向に向けられている。

【0020】

請求項１４に記載の始動弁・絞り装置は、エネルギー効率的な作動を保証する。切換え体内に付加的に自由貫通通路が形成されていることにより、切換え体は絞られていない搬出位置へ変位することができる。自由貫通通路内には絞り体が配置されておらず、その結果溶融物は絞られていない搬出位置で支障なく自由貫通通路を貫流することができる。これによって、実質的に圧力損は生じない。したがって、スクリュー機械および始動弁・絞り装置の作動はエネルギー効率的である。

【0021】

さらに、本発明は、簡潔で信頼性があるように構成され、簡単でエネルギー効率的な作動を可能にするばら材処理設備を提供することを課題としている。

【0022】

この課題は、請求項１５の構成を備えた設備によって解決される。スクリュー機械は特に多軸型スクリュー機械、好ましくは２軸型スクリュー機械として形成されている。スクリュー機械の複数の処理要素軸は特に同方向に回転駆動可能であり、または回転駆動されている。複数の処理要素軸は、好ましくは圧力が漏れないように互いに噛み合って形成されている。設備は、特に、スクリュー機械および／または始動弁・絞り装置の作動を制御する制御機構を含んでいる。制御機構は、特に、排出位置と搬出位置との間での切換え体の変位、および／または、溶融物を絞るために行われる、貫通通路内での切換え体に対する絞り体の変位を制御する。

【0023】

さらに、本発明は、始動弁・絞り装置を用いて溶融物の簡単でエネルギー効率的な搬出を可能にする方法を提供することを課題としている。

【0024】

この課題は、請求項１６の構成を備えた方法によって解決される。本発明による方法の利点は、すでに述べた本発明による始動弁・絞り装置の利点に対応している。本発明による方法は、特に、請求項１５に記載のばら材処理設備を準備するステップをも含んでいてよい。

【0025】

請求項１７に記載の方法は、溶融物の簡単で信頼性のある搬出を保証する。切換え体が作動中に反復的に搬出位置からわずかに変位し、すなわちわずかに回動し、または、わずかに直線状に変位し、次に再び搬出位置へもたらされることにより、始動過程中に切換え体とハウジングとの間の隙間に到達してそこに長時間とどまり、隙間内で硬化する溶融物が、切換え体の運動を継続的にブロックすることが回避される。切換え体がわずかに変位することにより、または、すでに述べたように切換え体が微小運動することにより、溶融物の硬化が原因で発生した物質は隙間内で溶解する。これによって、切換え体のブロックは簡単に確実に回避される。

【0026】

本発明の他の構成、利点、詳細は、いくつかの実施形態に関する以下の説明から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】多軸型スクリュー機械とこれにフランジ固定されている始動弁・絞り装置を用いてばら材を処理するための設備の第１実施形態の概略図である。

【図2】図１の始動弁・絞り装置の排出位置における断面図である。

【図3】図１の始動弁・絞り装置の搬出位置における断面図である。

【図4】絞り体の最小絞り位置での図３の切断線ＩＶ－ＩＶによる始動弁・絞り装置の断面図である。

【図5】絞り体の最大絞り位置での図４に対応する始動弁・絞り装置の断面図である。

【図6】第２実施形態による始動弁・絞り装置を排出位置で示した断面図である。

【図7】第２実施形態による始動弁・絞り装置を搬出位置で示した断面図である。

【図8】第３実施形態による始動弁・絞り装置を絞られていない搬出位置で示した断面図である。

【図9】第４実施形態による始動弁・絞り装置を排出位置で示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

次に、図１ないし図５を用いて本発明の第１実施形態について説明する。ばら材２を処理するための設備１は、多軸型スクリュー機械３と、搬出方向５において多軸型スクリュー機械３の下流側に配置されている始動弁・絞り装置４とを含んでいる。

【0029】

多軸型スクリュー機械３は、２軸型スクリュー機械として形成されている。スクリュー機械３はハウジング６を有し、該ハウジング６は、互いに並設され且つ互いに固定されている複数のハウジング部分７，８，９，１０を含んでいる。ハウジング６内には、軸線平行な２つのハウジング孔１１，１２が形成され、これらのハウジング孔１１，１２は互いに貫通しあっており、且つ横断面にて８の字を横にしたような形態を持っている。ハウジング孔１１，１２内には、互いに密に噛み合っている２つの処理要素軸１３，１４が配置され、付属の回転軸線１５，１６のまわりに回転駆動可能である。処理要素軸１３，１４はトランスファーギヤボックス１７を介して駆動原動機１８により同方向に、すなわち同じ回転方向に回転駆動される。始動弁・絞り装置４と、ハウジング６と、トランスファーギヤボックス１７と、駆動原動機１８とはスタンド１９を介して基礎２０に固定されている。

【0030】

引き込みゾーンとして形成された第１のハウジング部分７には取り込みホッパー２１が開口し、該取り込みホッパー２１内へは処理すべきばら材２が配量機構２２を介して供給されてスクリュー機械３内部まで到達する。処理要素軸１３，１４は、スクリュー機械３内で、ばら材２を溶融させて溶融物２３を形成させる混練ゾーンを形成している。溶融物２３は、最後のハウジング部分１０にフランジ固定されている始動弁・絞り装置４に供給される。

【0031】

始動弁・絞り装置４はハウジング２４を含み、該ハウジング２４内には筒状のハウジング繰り抜き部２５が形成されている。ハウジング繰り抜き部２５内には、対応的に筒状に形成された切換え体２６が配置され、該切換え体２６は、切換え体駆動部２７を用いてハウジング繰り抜き部２５内で切換え体変位軸線２８のまわりに回動可能である。切換え体２６は切換え体変位軸線２８の方向には固定配置されており、すなわち変位できない。

【0032】

切換え体駆動部２７は駆動電動機として形成されている。切換え体駆動部２７は固定台２９を用いてハウジング２４に固定されている。切換え体駆動部２７は、切換え体変位軸線２８のまわりに切換え体２６を回動させるために切換え体駆動軸３０により結合されている。切換え体２６は、リング状の軸受・密封ユニット３１，３２を用いて回動可能であり、且つ溶融物２３に対し密封してハウジング繰り抜き部２５内に支持されている。

【0033】

ハウジング２４内には、ハウジング孔１１，１２をハウジング繰り抜き部２５と結合させている取り込み通路３３が形成されている。取り込み通路３３は、溶融物２３を切換え体２６に供給するために用いる。切換え体２６は、図２に図示した排出位置と、図３に図示した搬出位置との間で回動可能である。切換え体２６は、排出位置と搬出位置との間で切換えるために切換え体変位軸線２８のまわりに少なくとも９０゜回動可能である。

【0034】

切換え体２６は排出通路３４を形成しており、排出通路３４は排出穴３５を画成するとともに、排出位置で取り込み通路３３を周囲と結合させる。切換え体２６はさらに貫通通路３６を形成しており、該貫通通路３６は搬出位置で取り込み通路３３を搬出通路３７と結合させる。始動弁・絞り装置４の下流側には、たとえば顆粒化機構が配置され、該顆粒化機構には、搬出通路３７から搬出された溶融物２３が供給される。

【0035】

貫通通路３６内には、切換え体２６に対し相対的に変位可能な絞り体３８が配置されている。絞り体３８は、絞り体駆動軸３９と相対回転不能に結合されている。絞り体駆動軸３９は、絞り体３８の両側で回動可能であり、且つ切換え体２６で密封して支持されている。絞り体３８は絞り体駆動部４０を用いて絞り体回動軸線４１のまわりに回動可能である。絞り体回動軸線４１は切換え体回動軸線２８に対し同心に延びている。絞り体駆動部４０は駆動電動機として形成されている。絞り体駆動部４０は切換え体２６に固定されている。このため、固定フレーム２９と切換え体駆動軸３０とが必要な構造空間を形成している。絞り体駆動軸３９を絞り体駆動部４０と結合させるため、絞り体駆動軸３９は、切換え体２６内に形成されている受容穴４２を貫通して延在している。

【0036】

切換え体駆動部２７と絞り体駆動部４０とを起動させるため、設備１または始動弁絞り装置４は制御機構４３を含んでいる。

【0037】

絞り体３８はスロットルフラップとして形成されている。スロットルフラップはバタフライスロットルとも呼ばれる。絞り体３８は絞り前面４４と、絞り後面４５と、これらを結合させている絞り端面４６とを有している。絞り前面４４と絞り後面４５とは実質的に円板として形成されている。絞り端面４６は実質的にリング状に形成されて、絞り前面４４と絞り後面４５とを結合させることで円板状の絞り体３８を形成させている。絞り体３８内には、周回するように延在している絞り端面４６を貫通して延びている軸孔４７が形成されている。絞り体３８は、絞り体駆動軸３９に次のように偏心して固定されており、すなわち軸孔４７と絞り前面４４との間での絞り体３８の壁厚ｄ_１が、軸穴４７と絞り後面４５との間での壁厚ｄ_２よりも大きいように、偏心して固定されている。絞り前面４４と絞り後面４５とは、絞り端面４６から絞り体回動軸線４１まで延在し、該絞り体回動軸線４１に対して垂直に延びている断面（図４に対応）で見ると、楔状に延在し、または、楔状に拡大している。加えて、絞り端面４６は、図４に対応する断面で見て、絞り体回動軸線４１のほうへ湾曲して形成されている。これにより、図４に図示した絞り体３８の最小絞り位置で、最小流動抵抗が得られる。

【0038】

貫通通路３６は、変化している横断面Ａを有している。入口４８で貫通通路３６は横断面Ａ_１を有している。貫通通路３６の横断面Ａは、入口４８から最大横断面Ａ_ｍａｘまで拡大している。最大横断面Ａ_ｍａｘは、絞り体回動軸線４１が通り且つ搬送方向５に対し垂直に配置されている断面内にある。貫通通路３５の横断面Ａは最大横断面Ａ_ｍａｘから再び減少し、出口４９で横断面Ａ_３に至っている。横断面Ａ_３に対しては、Ａ_３≧Ａ_１またはＡ_３≦Ａ_１が適用できる。

【0039】

入口４８においては、横断面Ａ_１は自由流動横断面Ａ_１に等しい。図４に図示した最小絞り位置では、絞り体３８の領域に、横断面Ａと絞り体３８の横断面との差から生じる自由横断面Ａ_２が生じる。自由流動横断面Ａ_２は、図４では最大横断面Ａ_ｍａｘの領域に例示されている。絞り体３８に沿った自由流動横断面Ａ_２に対しては、０．５≦Ａ_２／Ａ_１≦１．３、特に０．６≦Ａ_２／Ａ_１≦１．２、特に０．７≦Ａ_２／Ａ_１≦１．１、特に０．８≦Ａ_２／Ａ_１≦０．９が適用される。

【0040】

次に、設備１および始動弁・絞り装置４の機能について説明する。

【0041】

スクリュー機械３を始動するため、始動弁・絞り装置４を次のように操作し、すなわち切換え体２６が図２に図示した排出位置に位置するように操作する。絞り機構２２を用いてスクリュー機械３にばら材２を供給し、ばら材２はスクリュー機械３内で溶融されて溶融物２３になる。溶融物２３は、始動過程の間始動弁・絞り装置４を用いて、溶融物２３に所望の品質が得られるまで排出される。このため、溶融物２３は取り込み通路３３と排出通路３４とを通って流れ、排出穴３５から周囲へ排出される。この点は図２に図示されている。

【0042】

溶融物２３の所望の品質が達成されると、切換え体２６を排出位置から図３に図示した搬出位置へ変位させる。このため、切換え体２６を切換え体駆動部２７を用いて切換え体変位軸線２８のまわりに９０゜回転させ、その結果貫通通路３６が取り込み通路３３を搬出通路３７と結合させる。すでに排出位置にある絞り体３８を所望の絞り位置へ、たとえば最小絞り位置へ回転させる。絞り体３８が切換え体２６の排出位置で最小絞り位置にあれば、絞り体３８は回転させなくても切換え体２６の搬出位置で最小絞り位置にある。溶融物２３は取り込み通路３３と貫通通路３６と搬出通路３７とを通って搬送されて、始動弁・絞り装置４から搬出される。次に、溶融物２３をたとえば顆粒化機構に供給する。

【0043】

切換え体２６の搬出位置では、溶融物２３の流動を必要な場合に絞り体３８を用いて絞ることができる。このため、絞り体３８を絞り体駆動部４０を用いて絞り体回動軸線４１のまわりに回転させる。その結果、自由流動横断面Ａ_２が最小絞り位置に比べて減少する。図５に図示した最大絞り位置では、絞り体３８は貫通通路３６をほぼ完全に閉鎖している。絞り体３８が絞り体駆動軸３９に偏心して配置されていることにより、溶融物２３の流動方向に作用する圧力または搬送方向５に作用する圧力が確実に吸収される。

【0044】

次に、図６と図７を用いて本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と異なり、切換え体２６は切換え体駆動部２７によりハウジング繰り抜き部２５内で切換え体変位軸線２８に沿って直線的に変位可能である。図６は、始動弁・絞り装置４を切換え体２６の排出位置で示したものである。切換え体２６は、排出位置と搬出位置との間で切換えるため、貫通通路３６が取り込み通路３３を搬出通路３７と結合させるまで、切換え体駆動部２７により切換え体変位軸線２８に沿って直線的に変位する。搬出位置は図７に図示してある。搬出位置では、絞り体３８はすでに述べた態様で絞り体回動軸線４１のまわりを回動可能であり、その結果溶融物２３の流動を所望通りに絞ることができる。他の構成および他の機能に関しては、第１実施形態を参照してもらいたい。

【0045】

次に、図８を用いて本発明の第３実施形態について説明する。前述の２つの実施形態とは異なり、切換え体２６内に自由貫通通路５０が形成されている。自由貫通通路５０内には、貫通通路３６とは異なり絞り体が配置されていない。自由貫通通路５０は貫通通路３６と排出通路３４との間に形成されている。図８に図示した、絞られていない搬出位置では、自由貫通通路５０は取り込み通路３３を搬出通路３７と結合させている。絞られていない搬出位置では、溶融物２３は実質的に圧力損なしに自由貫通通路５０を通って流れることができ、これによって設備１のエネルギー効率的な作動が可能になる。他の構成および他の機能に関しては、前述の２つの実施形態を参照してもらいたい。

【0046】

次に、図９を用いて本発明の第４実施形態について説明する。前述の３つの実施形態とは異なり、切換え体２６は２つの部分から形成されている。切換え体２６は第１の切換え体構成部分５１を含んでいる。第１の切換え体構成部分５１は、絞り体駆動部４０とは逆の側の端部に中空筒状に形成されており、筒状の第２の切換え体構成部分５２のための受容部５３を形成している。第２の切換え体構成部分５２は、受容部５３内で絞り体回動軸線４１のまわりに回動可能に支持され、且つ絞り体駆動軸３９と結合されている。排出位置で、切換え体構成部分５１，５２は、取り込み通路３３を排出穴３５と結合させる排出通路３４を形成する。これは図９に図示されている。さらに、第２の切換え体構成部分５２内には自由貫通通路５０が形成されている。自由貫通通路５０内には絞り体は配置されていない。絞られていない搬出位置では、第２の切換え体構成部分５２は第１の切換え体構成部分５１に対し相対的に回転しており、特に９０゜回転しており、その結果自由貫通通路５０は取り込み通路３３を搬出通路３７と結合させている。第２の切換え体構成部分５２の回動は、絞り体駆動軸３９を介して第２の切換え体構成部分５２と結合されている絞り体駆動部４０を用いて行われる。排出通路３４を形成させるため、且つ自由貫通通路５０を形成させるため、第１の切換え体構成部分５１は中空筒状部分内に入口５４と出口５５とを有している。貫通通路３６と絞り体３８とはすでに述べた態様で第１の切換え体構成部分５１内に形成または配置されている。他の構成および他の機能に関しては、前述の３つの実施形態を参照してもらいたい。

【0047】

本発明による始動弁・絞り装置４は簡潔であり、コンパクトに構成され、構造長さが短く、その結果始動弁・絞り装置４は絞り体３８の最小絞り位置でわずかな圧力損を生じさせる。これによって、溶融物２３への必要なエネルギー投入量が比較的少なく、その結果一方では溶融物２３の温度が低下し、他方では作動時のスクリュー機械３の可能な回転数範囲が大きくなる。スクリュー機械３内で必要な圧力は、始動弁・絞り装置４の圧力損失が少ないために小さくてよく、その結果スクリュー機械３内および始動弁・絞り装置４内での摩耗が少なく、スクリュー機械３および始動弁・絞り装置４の寿命が向上する。したがって、始動弁・絞り装置４は高い信頼性を有している。

【0048】

最小絞り位置または絞られていない搬出位置で始動弁・絞り装置を貫流する際の溶融物２３の圧力損が比較的少ないために、始動弁・絞り装置４はエネルギー効率的に作動し、スクリュー機械３のエネルギー効率的な作動を可能にさせる。加えて、始動弁・絞り装置４は、スループットの向上を可能にさせる。溶融物２３の圧力を増大させるために下流側に配置される溶融物ポンプを省略することができる。好ましくは、絞り体駆動部４０は切換え体２６とともに変位可能であり、その結果排出位置と搬出位置との間で切換える際の切換え体２６に対する絞り体３８および絞り体駆動部４０の相対位置は変化しない。これとは択一的に、絞り体駆動部４０をハウジング２４に固定してもよく、その結果排出位置と搬出位置との間での切換えの際に絞り体３８は切換え体２６に対し相対的に変位する。

【0049】

好ましくは、切換え体２６は作動中に何度も搬出位置からわずかに変位し、すなわちわずかに回動し、または、わずかに直線的に変位し、次に再び搬出位置へもたらされる。これによって、始動過程の間に切換え体２６とハウジング２４との間の隙間に到達してそこに比較的長時間にわたって留まり、隙間内で硬化する溶融物２３が、切換え体２６の運動を継続的に阻止することが回避される。切換え体２６がわずかに変位することにより、溶融物２３の硬化から生じる物質は前記隙間内で溶解する。これによって、始動弁・絞り装置４の信頼性が向上する。

【符号の説明】

【0050】

１ 設備
２ ばら材
３ 多軸型スクリュー機械
４ 始動弁・絞り装置
６ ハウジング
２３ 溶融物
２４ ハウジング
２５ ハウジング繰り抜き部
２６ 切換え体
３３ 取り込み通路
３４ 排出通路
３５ 排出穴
３６ 貫通通路
３７ 搬出通路
３８ 絞り体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】