Уменьшающее гель устройство и способ уменьшения геля

Уменьшающее гель устройство и способ уменьшения геля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для уменьшения геля, присутствующего в полимере.

Уровень техники

В последние годы увеличился спрос на получаемые в расплаве полимерные композиции переменной вязкости и на производство двойных или мультимодальных полимеров в целях выполнения функций в конечных применениях. Часть высоковязкого полимерного или высокомолекулярного компонента превращается в гель, если характеристики смесителей и экструдеров, осуществляющих диспергирование и перемешивание расплавленных полимерных композиций, оказываются недостаточными для обеспечения полной гомогенности. Гель в такой композиции может приводить к ухудшению внешнего вида и даже способен ухудшать механические свойства конечных продуктов. Соответственно, предложены уменьшающие гель устройства для смесителей и экструдеров.

Например, патентный документ 1 предлагает способ и устройство для уменьшения геля (измельчения геля) в полимерной смешанной композиции с использованием фильтрационного устройства, включающего фильтр, изготовленный из спеченного металлического материала. Фильтр, используемый в этом фильтрационном устройстве, имеет очень малый размер ячеек сетки (точность фильтрации) от 1 до 100 мкм, и только гель можно отфильтровывать от полимерной смешанной композиции.

Однако фильтр, установленный в фильтрационном устройстве, описанном в данной патентной литературе 1, имеет очень малый размер ячеек сетки, т.е. имеет мелкие отверстия. Естественно, если его применять для фильтрования полимерной смешанной композиции с помощью фильтра тонкой очистки, перепад давления, создаваемый в фильтрационной части, чрезмерно увеличивается, и это может приводить к уменьшению производительности вследствие допустимого давления смесителей и экструдеров. В частности, в случае фильтрования высоковязкой полимерной смешанной композиции, такой как полиэтилен высокой плотности (HDPE), качество которой пригодно для изготовления пленок и труб, существует проблема именно неудовлетворительной производительности.

С другой стороны, также разработано уменьшающее гель устройство, предназначенное для более эффективного фильтрования, как представлено в патентной литературе 2. Уменьшающее гель устройство, описанное в данной патентной литературе, предназначено для введения полимерной смешанной композиции, содержащей гель, в щель и диспергирования геля путем приложения большого усилия сдвига к гелю, проходящему через эту щель.

Кроме того, способ уменьшения геля в полиолефиновой полимерной смешанной композиции с использованием фильтрационного устройства, включающего сетчатый фильтр, предложен в патентной литературе 3. Фильтр, используемый в этом фильтрационном устройстве, имеет размер ячеек сетки от 70 до 200 мкм, осуществляет фильтрование гелей с производительностью фильтрования, составляющей от 5 до 100 фунтов в час на квадратный дюйм или от 0,975 до 19,5 кг/(м²·с).

Список цитируемой литературы

Патентные документы

Патентный документ 1 - Японская нерассмотренная патентная публикация № 2010-23464

Патентный документ 2 - Японская нерассмотренная патентная публикация № 2004-276451

Патентный документ 3 - Описание патента США № 7393916

Сущность изобретения

Первая проблема, решаемая изобретением

Уменьшающее гель устройство, описанное в патентной литературе 2, диспергирует гель путем приложения к гелю большого усилия сдвига, и это большое усилие сдвига невозможно приложить к гелю, если ширина щели не уменьшается до определенного уровня (0,6 мм в описании варианта осуществления). Таким образом, в уменьшающем гель устройстве, описанном в патентной литературе 2, также существует возможность создания избыточного перепада давления между сторонами выше и ниже по потоку относительно уменьшающего гель устройства с высокой производительностью.

Попытка положительно диспергировать гель включает возможность создания избыточного перепада давления между сторонами выше и ниже по потоку относительно уменьшающего гель устройства; таким образом, данное устройство не способно уменьшать гель с благоприятной производительностью.

Настоящее изобретение разработано для решения вышеупомянутой первой проблемы, и его первая задача заключается в том, чтобы предложить уменьшающее гель устройство и способ уменьшения геля, которые обеспечивают изготовление полимерной смешанной композиции с очень низким содержанием геля при высокой производительности.

Вторая проблема, решаемая изобретением

В фильтрационном устройстве, описанном в патентной литературе 3, сетчатый фильтр для фильтрования инородных материалов превращается в уменьшающее гель устройство. В этом случае сетчатый фильтр обладает, главным образом, способностью собирать гель, и перепад давления чрезмерно увеличивается во время работы вследствие собираемого геля, что определяет повышенную частоту замены сетчатого фильтра и также приводит к неудовлетворительной производительности.

С другой стороны, как описано выше, фильтрационное устройство, предложенное в патентной литературе 2, предназначено для уменьшения геля путем приложения большого усилия сдвига к полимерной смешанной композиции, проходящей через щель. Однако в этом изобретении к полимерной смешанной композиции, проходящей через фильтрационное устройство, уже прилагается большое усилие сдвига при обработке материалов в смесителях и экструдерах в предшествующем процессе. Таким образом, даже если способ в этом изобретении применяется для устранения гелей в полимерной смешанной композиции, существует малая возможность достаточного уменьшения геля.

Настоящее изобретение разработано также для решения вышеупомянутой второй проблемы, и его вторая задача заключается в том, чтобы предложить способ уменьшения геля, пригодный для изготовления полимерной смешанной композиции, содержащий малое количество геля, с высокой производительностью.

Средства решения проблем

Для достижения вышеупомянутой первой задачи осуществлены следующие технические меры в уменьшающем гель устройстве согласно настоящему изобретению.

Таким образом, настоящее изобретение относится к уменьшающему гель устройству, включающему:

механизм для уменьшения геля, установленный в проводящем полимер канале, в котором протекает полимерная смешанная композиция и выполненный с возможностью уменьшения геля, присутствующего в полимерной смешанной композиции, в котором

механизм для уменьшения геля включает, по меньшей мере, один или более проходов, сжимающих поток, имеющих меньшую площадь поперечного сечения прохода, чем проводящий полимер канал, и

коэффициент сжатия S1/S2 прохода, сжимающего поток, установлен, чтобы обеспечивать следующее соотношение для создания растянутого потока в смешанной композиции, протекающей в проходе, сжимающем поток:

коэффициент сжатия S1/S2 прохода, сжимающего поток, составляет от 25 до 180,

где S1 представляет собой площадь поперечного сечения прохода проводящего полимер канала, и S2 представляет собой суммарную площадь поперечного сечения проходов, сжимающих поток.

Авторы настоящего изобретения считают, что диспергирование геля становится возможным не только путем приложения большого усилия сдвига к гелю в полимерной смешанной композиции, но также путем создания растянутого потока в геле полимерной смешанной композиции. Они обнаружили, что диспергирование геля и хорошая производительность оказывались совместимыми, когда такой проход, сжимающий поток, который обеспечивал коэффициент сжатия от 25 до 180, был установлен в уменьшающем гель устройстве, и выполнили настоящее изобретение.

Для достижения вышеупомянутой второй задачи осуществлены следующие технические меры в способе уменьшения геля согласно настоящему изобретению.

Таким образом, настоящее изобретение относится к способу уменьшения геля, присутствующего в полимерной смешанной композиции, протекающей в проводящем полимер канале, включающему:

стадию постоянного приложения перепада манометрического давления, составляющего 8,8 МПа или более, к композиции, содержащий гель, в промежуточном положении проводящего полимер канала, в котором протекает полимер, в результате чего происходит уменьшение геля в композиции.

При использовании уменьшающего гель устройства и способа уменьшения геля согласно настоящему изобретению полимерную смешанную композицию, содержащую малое количество геля, можно изготавливать с высокой производительностью.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1A представляет вид спереди смесительного и экструзионного оборудования, в котором установлено уменьшающее гель устройство согласно настоящему изобретению,

фиг. 1B представляет увеличенный вид в перспективе части, изображенной на фиг. 1А,

фиг. 2 представляет уменьшающее гель устройство согласно первому варианту осуществления,

фиг. 3 представляет уменьшающее гель устройство согласно второму варианту осуществления,

фиг. 4A представляют вид спереди уменьшающего гель устройства согласно третьему варианту осуществления,

фиг. 4B представляют вид спереди уменьшающего гель устройства согласно третьему варианту осуществления,

фиг. 4С представляют вид спереди уменьшающего гель устройства согласно третьему варианту осуществления,

фиг. 5A представляют вид спереди уменьшающего гель устройства согласно четвертому варианту осуществления,

фиг. 5B представляют вид спереди уменьшающего гель устройства согласно четвертому варианту осуществления,

фиг. 5С представляют вид спереди уменьшающего гель устройства согласно четвертому варианту осуществления,

фиг. 6A представляют вид, иллюстрирующий модификацию уменьшающего гель устройства согласно четвертому варианту осуществления,

фиг. 6B представляют вид, иллюстрирующий модификацию уменьшающего гель устройства согласно четвертому варианту осуществления,

фиг. 6C представляют вид, иллюстрирующий модификацию уменьшающего гель устройства согласно четвертому варианту осуществления,

фиг. 7 представляет для сравнения вид, иллюстрирующий еще один пример поддерживающего элемента,

фиг. 8 представляет график, иллюстрирующий перепад манометрического давления, образующийся в создающем перепад давления устройстве,

фиг. 9 представляет создающее перепад давления устройство согласно пятому варианту осуществления,

фиг. 10 представляет создающее перепад давления устройство согласно шестому варианту осуществления,

фиг. 11 представляет создающее перепад давления устройство согласно седьмому варианту осуществления, и

фиг. 12 представляет график, иллюстрирующий соотношение между перепадом давления, создаваемым уменьшающим гель устройством, и улучшением коэффициента площади белых пятен.

Варианты осуществления изобретения

Первый вариант осуществления

Сначала будет кратко описано смесительное и экструзионное оборудование 2, в котором установлено уменьшающее гель устройство 1, перед описанием уменьшающего гель устройства 1 согласно настоящему изобретению.

Фиг. 1A представляет пример смесительного и экструзионного оборудования 2 (пример непрерывного смесителя), в котором установлено уменьшающее гель устройство 1 согласно настоящему изобретению.

Смесительное и экструзионное оборудование 2 в проиллюстрированном примере представляет собой смеситель для перемешивания полимерного материала двумя смешивающими роторами (не показаны на чертеже), вставленными через барабан 3. Воронка 4, предназначенная для подачи материалов в барабан 3, установлена на одном конце (левый конец на фиг. 1A) данного барабана 3, и проводящий полимер канал 5 для выпуска материала (далее называется «смешанная полимерная композиция») полимерной композиции из смесителя установлен на другом конце.

Прядильная фильера 6 для экструзии полимерной смешанной композиции установлена на переднем конце этого проводящего полимер канала 5, и шестеренчатый насос 7 для нагнетания полимерной смешанной композиции в прядильную фильеру 6 установлен в промежуточном положении проводящего полимер канала 5.

Уменьшающее гель устройство 1 согласно настоящему изобретению установлено в проводящем полимер канале 5 между этим шестеренчатым насосом 7 и прядильной фильерой 6.

Уменьшающее гель устройство 1 предназначено для уменьшения геля в полимерной смешанной композиции, протекающей в проводящем полимер канале 5, и включает механизм 8 для уменьшения геля для уменьшения геля в смешанной композиции. Этот механизм 8 для уменьшения геля уменьшает гель путем диспергирования геля, содержащегося в смешанной композиции, за счет создания растянутого потока полимерной смешанной композиции.

Можно использовать разнообразные формы уменьшающего гель механизма 8. Ниже описан механизм 8 для уменьшения геля согласно первому варианту осуществления.

Как представлено на фиг. 1B, уменьшающий гель элемент 8A в качестве одного компонента уменьшающего гель механизма 8 согласно первому варианту осуществления представляет собой пластинчатый элемент, установленный в проводящем полимер канале 5 поперек проводящего полимер канала 5, причем оно установлено в проводящем полимер канале 5 с использованием кольцевого элемента 9, которое будет описано далее. Это уменьшающий гель элемент 8A снабжен, по меньшей мере, одним или несколькими проходами 10, сжимающими поток, имеющими меньшую площадь поперечного сечения прохода, чем проводящий полимер канал 5. Кроме того, в данном варианте осуществления один уменьшающий гель элемент 8A изготовлен с четырьмя проходами 10, сжимающими поток.

Как представлено на фиг. 2, кольцевой элемент 9 установлен на внутренней поверхности окружности цилиндрического проводящего полимер канала 5, чтобы фиксировать уменьшающий гель элемент 8A. Кольцевой установочный паз 11, непрерывный в направлении окружности, изготовлен на внутренней поверхности окружности этого кольцевого элемента 9, и уменьшающий гель элемент 8A таким образом прикреплен к внутренней периферической поверхности проводящего полимер канала 5, что его внешний край частично входит в этот установочный паз 11. Следует отметить, что кольцевой элемент 9 имеет сложную конструкцию, состоящую из множества деталей, и соответствующие детали собираются в одно целое после того, как уменьшающий гель элемент 8A вставляется в установочный паз.

Проходы 10, сжимающие поток, сделаны проникающими через уменьшающий гель элемент 8A со стороны выше по потоку на сторону ниже по потоку и позволяют полимерной смешанной композиции проходить по ним со стороны выше по потоку на сторону ниже по потоку. Проходы 10, сжимающие поток, согласно данному варианту осуществления предпочтительно представляют собой сквозные отверстия, имеющие круглое поперечное сечение (круглые сквозные отверстия), таким образом, что в проходах не образуются никакие неоднородности, которые вызывают задержку полимерной смешанной композиции, но они могут представлять собой многоугольные сквозные отверстия.

Следует отметить, что хотя проиллюстрированная форма проходов 10, сжимающих поток, представляет собой прямую цилиндрическую форму, имеющую одинаковое поперечное сечение на стороне выше по потоку и на стороне ниже по потоку, она может быть сужена таким образом, что поперечное сечение (диаметр) уменьшается при переходе со стороны выше по потоку на сторону ниже по потоку или со стороны ниже по потоку стороны на сторону выше по потоку.

Кроме того, в одном уменьшающем гель элементе 8A можно изготавливать только один проход 10, сжимающий поток или множество проходов 10, сжимающих поток. В случае изготовления множества проходов 10, сжимающих поток, предпочтительно, что они равномерно располагаются на поверхностях уменьшающего гель элемента 8A, другими словами, в среднем распределены по поверхностям на максимально возможных расстояниях друг от друга. В данном варианте осуществления, центральные точки проходов 10, сжимающих поток, расположены вблизи средних точек линий, соединяющих внешний периферический край уменьшающего гель элемента 8A, имеющий круглую форму, когда уменьшающий гель элемент 8A рассматривают спереди и центра этого круга. Кроме того, проходы 10, сжимающие поток, соответствующим образом занимают положения, симметричные путем поворота на 90° относительно центра круглого уменьшающего гель элемента 8A.

Вышеупомянутые проходы 10, сжимающие поток, предназначены для создания растянутого потока в проходящей через них полимерной смешанной композиции, заставляя полимерную смешанную композицию, протекающую в проводящем полимер канале 5, протекать практически перпендикулярно по направлению к проходам 10, сжимающим поток, после протекания вдоль находящейся выше по потоку поверхности уменьшающего гель элемента 8A, а также заставляя полимерную смешанную композицию протекать в сжимающие поток проходы 10, у которых площадь поперечного сечения прохода является значительно меньше, чем у проводящего полимер канала 5, в режиме сжатия. Таким образом, существует заданный коэффициент сжатия, способный создавать растянутый поток в полимерной смешанной композиции, представляющий собой соотношение площади поперечного сечения прохода проводящего полимер канала 5 и площади поперечного сечения проходов 10, сжимающих поток.

Например, если площади поперечного сечения проходов 10, сжимающих поток, являются чрезмерно большими по сравнению с площадью поперечного сечения проводящего полимер канала 5, достаточное давление не может быть приложено к полимерной смешанной композиции, протекающей через проходы, и никакой растянутый поток не образуется. Кроме того, если площади поперечного сечения проходов 10, сжимающих поток, являются чрезмерно малыми по сравнению с площадью поперечного сечения проводящего полимер канала 5, разность давлений (перепад давления) между сторонами выше и ниже по потоку относительно уменьшающего гель элемента 8A становится чрезмерной, превышая допустимое давление, которое выдерживает проводящий полимер канала 5. Это не является предпочтительным, поскольку обязательно приводит к снижению скорости потока и производительности.

Далее этот коэффициент сжатия будет описан более подробно.

Проходы 10, сжимающие поток, согласно настоящему изобретению изготовлены таким образом, что коэффициент сжатия S1/S2 проходов 10, сжимающих поток, соответствует следующему соотношению, что обеспечивает создание растянутого потока в полимерной смешанной композиции, проходящей через эти проходы 10, сжимающие поток.

[Уравнение 1]

Коэффициент сжатия S1/S2 прохода, сжимающего поток,

составляет от 25 до 180, (1)

где S1 представляет собой площадь поперечного сечения прохода проводящего полимер канала и S2 представляет собой суммарную площадь поперечного сечения проходов, сжимающих поток.

Далее описано значение этого уравнения (1) при рассмотрении в качестве примера случая, представленного на фиг. 2.

Например, большая круглая деталь на фиг. 2 представляет собой проводящий полимер канал 5, если смотреть со стороны выше по потоку, другими словами, поперечное сечение проводящего полимер канала в состоянии, в котором площадь поперечного сечения прохода не сужается посредством уменьшающего гель элемента 8A. Площадь поперечного сечения этого проводящего полимер канала 5 обозначается S1. С другой стороны, когда проходы 10, сжимающие поток, аналогичным образом рассматриваются со стороны выше по потоку, они представляют собой четыре малых круга, находящихся в большом кругу. Существуют четыре малых поперечных сечения, которые, соответственно, имеют площади поперечного сечения S2(1), S2(2), S2(3) и S2(4).

Таким образом, коэффициент сжатия S1/S2, представленный в вышеупомянутом уравнении (1), получают путем вычисления суммарной площади поперечного сечения четырех проходов 10, сжимающих поток, которая составляет S2(1)+S2(2)+S2(3)+S2(4), и деления площади поперечного сечения прохода S1 проводящего полимер канала 5 на эту сумму.

Хотя в примере на фиг. 2 представлены четыре прохода 10, сжимающих поток, число проходов 10, сжимающих поток, может составлять один, два, три, пять или более. Таким образом, когда число проходов 10, сжимающих поток, равно n (n составляет 2 или более), коэффициент сжатия S1/S2 можно вычислять, как в случае на фиг. 2, используя сумму значений от S2(1) до S2(n) в качестве S2.

Если коэффициент сжатия проходов 10, сжимающих поток, изготовленных в уменьшающем гель элементе 8A, описанном выше, составляет 25 или более, суммарная площадь проходов 10, сжимающих поток, становится меньше, и большое усилие прилагается к полимерной смешанной композиции, когда полимерная смешанная композиция протекает в проходы 10, сжимающие поток, из проводящего полимер канала 5, создавая большее сжатие, и полимерная смешанная композиция растягивается в направлении прокладки проводящего полимер канала 5.

Когда полимерная смешанная композиция вытягивается, гель, содержащийся в этой полимерной смешанной композиции, также растягивается, в результате чего усиливается диспергирование геля, и гель, содержащийся в полимерной смешанной композиции, можно уменьшать.

С другой стороны, если суммарная площадь проходов 10, сжимающих поток, уменьшается в максимально возможной степени, просто потому, что лучше уменьшать суммарную площадь проходов 10, сжимающих поток, чрезмерный перепад давления создается при прохождении через проходы 10, сжимающие поток. Таким образом, перепад давления достигает допустимого уровня давления для устройства, и производительность обязательно уменьшается. Таким образом, коэффициент сжатия проходов 10, сжимающих поток, составляет предпочтительно менее чем 180, чтобы не создавать чрезмерный перепад давления. Таким путем можно подавлять перепад давления и поддерживать хорошую производительность при уменьшении геля.

Второй вариант осуществления

Далее будет описано уменьшающее гель устройство 1 согласно второму варианту осуществления.

Как представлено на фиг. 3, механизм 8 для уменьшения геля уменьшающего гель устройства 1 согласно второму варианту осуществления изготовлен таким образом, что множество уменьшающих гель элементов 8A согласно первому варианту осуществления находятся на расстоянии друг от друга в направлении прокладки проводящего полимер канала 5 (продольное направление проводящего полимер канала 5 или аксиальное центральное направление проводящего полимер канала 5). В частности, это уменьшающее гель устройство 1 включает первый уменьшающий гель элемент 12, установленный выше по потоку, и второй уменьшающий гель элемент 13, установленный ниже по потоку.

Первый уменьшающий гель элемент 12 представляет собой дискообразный элемент, имеющий такую же толщину, как уменьшающий гель элемент 8A согласно первому варианту осуществления, и включает четыре прохода 10, сжимающих поток, проходящих со стороны выше по потоку по направлению к стороне ниже по потоку. Положения перфорации и площади поперечного сечения этих проходов 10, сжимающих поток, также являются точно такими же, как у уменьшающего гель элемента 8A согласно первому варианту осуществления.

Второй уменьшающий гель элемент 13 установлен ниже по потоку относительно первого уменьшающего гель элемента 12, при этом находясь от него на расстоянии, которое приблизительно равняется толщине уменьшающего гель элемента 8A согласно первому варианту осуществления. Второй уменьшающий гель элемент 13 представляет собой дискообразный элемент, имеющий такую же толщину, как первый уменьшающий гель элемент 12, и включает четыре прохода 10, сжимающих поток, имеющих одинаковые площади поперечного сечения, аналогично проходам первого уменьшающего гель элемента 12.

Первый и второй уменьшающий гель элементы 12 и 13 различаются в том, что проходы 10, сжимающие поток, первого уменьшающего гель элемента 12, установленного выше по потоку относительно проводящего полимер канала 5, и проходы 10, сжимающие поток, второго уменьшающего гель элемента 13, установленного ниже по потоку, не перекрываются, если смотреть в направлении прокладки проводящего полимер канала 5. Таким образом, проходы 10, сжимающие поток, первого уменьшающего гель элемента 12 занимают положения 0°, 90°, 180° и 270° по отношению к центру уменьшающего гель элемента, в то время как проходы 10, сжимающие поток, второго уменьшающего гель элемента 13 занимают положения 45°, 135°, 225° и 315° по отношению к центру уменьшающего гель элемента. Проходы 10, сжимающие поток, обоих уменьшающих гель элементов 12 и 13 занимают круговые положения, сдвинутые друг относительно друга.

В результате, используя уменьшающее гель устройство 1 согласно второму варианту осуществления, полимерную смешанную композицию можно растягивать дважды в первом уменьшающем гель элементе 12 и во втором уменьшающем гель элементе 13, и гель в полимерной смешанной композиции можно уменьшать надежным образом.

Следует отметить, что если проходы 10, сжимающие поток, первого уменьшающего гель элемента 12 и проходы 10, сжимающие поток, второго уменьшающего гель элемента 13 занимают одинаковое положение в направлении прокладки проводящего полимер канала 5, полимерная смешанная композиция, прошедшая через проходы 10, сжимающие поток, первого уменьшающего гель элемента 12, протекает в сжимающие поток проходы 10 второго уменьшающего гель элемента 13, и при этом на нее практически не воздействует какое-либо усилие. Таким образом, не может быть в полной мере обеспечен эффект, достигаемый установкой уменьшающего гель элемента 8A согласно первому варианту осуществления в двух положениях.

В вышеупомянутых первом и втором вариантах осуществления механизм 8 для уменьшения геля изготавливают путем обработки сплошной пластины из такого материала, как нержавеющая сталь. Однако пористый фильтрообразный элемент 14, который представлен в третьем и четвертом вариантах осуществления, можно также использовать в уменьшающем гель механизме 8.

Третий вариант осуществления

Как представлено на фиг. 4A, уменьшающее гель устройство 1 согласно третьему варианту осуществления включает фильтрообразный элемент 14, который представляет собой круглую металлическую пластину, в которой изготовлено множество проводящих пор, в качестве уменьшающего гель механизма 8.

Этот фильтрообразный элемент 14 представляет собой металлическую сетку, изготовленную путем переплетения металлических нитей таким образом, что размер ячеек сетки проводящих пор составляет 180 мкм или менее и допускает прохождение инородных материалов, помимо тех, которые имеют большие размеры, такие как гель в полимерной смешанной композиции. Толщина этого фильтрообразного элемента 14 является очень маленькой по сравнению с уменьшающими гель механизмами 8 согласно первому и второму вариантам осуществления. Кроме того, в представленном примере толщина уменьшающего гель механизма 8 согласно третьему варианту осуществления составляет приблизительно 1/10 толщины уменьшающих гель механизмов 8 согласно первому и второму вариантам осуществления.

Пористый механизм 8 для уменьшения геля, описанный выше, изготовлен с четырьмя проходами 10, сжимающими поток, аналогично первому и второму вариантам осуществления. Эти сжимающие поток проходы 10 сделаны проникающими через фильтрообразный элемент 14 со стороны выше по потоку по направлению к стороне ниже по потоку и допускают прохождение полимерной смешанной композиции со стороны выше по потоку по направлению к стороне ниже по потоку. Кроме того, сжимающие поток проходы 10 изготовлены как сквозные отверстия, имеющие круглое поперечное сечение (круглые сквозные отверстия), аналогично первому и второму вариантам осуществления.

Этот фильтрообразный элемент 14 не только включает множество проводящих пор, как описано выше, но также имеет очень малую толщину, и в результате этого возникает низкая прочность. Таким образом, если чрезмерный перепад давления влияет на механизм 8 для уменьшения геля, или количество полимерной смешанной композиции, подлежащей обработке, увеличивается даже незначительно, сам фильтрообразный элемент 14 может деформироваться и отделяться от проводящего полимер канала 5. В таком случае фильтрообразный элемент 14 может находиться между двух поддерживающих сетчатых элементов 15 со стороны выше и ниже по потоку в целях упрочнения.

Например, механизм 8 для уменьшения геля, представленный на фиг. 4B, включает фильтрообразный элемент 14, изготовленный в дискообразной форме, как на фиг. 4A, и поддерживающие сетчатые элементы 15 установлены на сторонах выше и ниже по потоку относительно данного фильтрообразного элемента 14, чтобы поддерживать фильтрообразный элемент 14. Эти поддерживающие сетчатые элементы 15 включают отверстия 16, находящиеся в положениях, соответствующих сжимающим проходам 10 фильтрообразного элемента 14, и имеющие такие же площади поперечного сечения, как сжимающие поток проходы 10; таким образом, полимерная смешанная композиция может проходить через сжимающие поток проходы 10 без какой-либо проблемы.

Поддерживающие сетчатые элементы 15 представляют собой металлические сетки, изготовленные из металлических нитей, имеют большую толщину, чем нити фильтрообразного элемента 14, и имеют больший размер ячеек, чем сетка фильтрообразного элемента 14, и в результате этого получается такая конструкция, которая не препятствует прохождению полимерной смешанной композиции.

Механизм 8 для уменьшения геля, представленный на фиг. 4B, имеет многослойную структуру, в которой фильтрообразный элемент 14 находится между этими двумя поддерживающими сетчатыми элементами 15 и имеет более высокую прочность, чем механизм, представленный на фиг. 4A, за счет использования такой многослойной структуры.

Поскольку описанные выше поддерживающие сетчатые элементы 15 изготовлены в форме металлических сеток, имеющих такой большой размер ячеек, чтобы не препятствовать прохождению полимерной смешанной композиции, полимерная смешанная композиция может проходить через поддерживающие сетчатые элементы 15 без какой-либо проблемы, даже если отверстия 16 не изготовлены в положениях, соответствующих сжимающим проходам 10 фильтрообразного элемента 14. Таким образом, можно также упрочнять фильтрообразный элемент 14, используя такие поддерживающие сетчатые элементы 15, не изготовленные с отверстиями 16, как представлено на фиг. 4C. Если используются такие поддерживающие сетчатые элементы 15, затраты времени и труда для изготовления отверстий 16 становятся необязательными, и можно сокращать расходы на производство уменьшающего гель механизма 8.

В уменьшающем гель механизме 8 согласно третьему варианту осуществления такие сжимающие поток проходы 10, которые представлены в первом и втором вариантах осуществления, изготовлены в форме такого тонкого фильтрообразного элемента 14. В результате этого часть полимерной смешанной композиции, протекающей в механизм 8 для уменьшения геля согласно третьему варианту осуществления, проходит через сам фильтрообразный элемент 14, а ее оставшаяся часть протекает в сжимающие поток проходы 10 для уменьшения, вследствие чего уменьшается гель. Другими словами, можно сказать, что уменьшающее гель устройство 1 согласно третьему варианту осуществления обладает функцией удаления геля, допуская прохождение полимерной смешанной композиции через тонкий фильтр, и функцией уменьшения и удаления геля, допуская прохождение полимерной смешанной композиции через сжимающие поток проходы 10.

Если размер ячеек сетки фильтрообразного элемента 14 составляет 180 мкм или менее, сетка фильтрообразного элемента 14 становится очень тонкой, и сам фильтрообразный элемент 14 может отделять гель от полимерной смешанной композиции.

Четвертый вариант осуществления

Далее описано уменьшающее гель устройство 1 согласно четвертому варианту осуществления. Как представлено на фиг. 5A-5C, каждый механизм 8 для уменьшения геля уменьшающего гель устройства 1 согласно четвертому варианту осуществления дополнительно включает поддерживающий элемент 17, установленный ниже по потоку относительно фильтрообразного элемента 14 согласно третьему варианту осуществления для поддержки этого фильтрообразного элемента 14. Этот поддерживающий элемент 17 установлен ниже по потоку относительно фильтрообразного элемента 14 и поддерживает фильтрообразный элемент 14 таким образом, что сам фильтрообразный элемент 14 не деформируется. Кроме того, поддерживающий элемент 17 включает проточные отверстия 18, в результате чего полимерная смешанная композиция, прошедшая через фильтрообразный элемент 14, может протекать по направлению к стороне ниже по потоку без какой-либо проблемы, такой как поломка фильтрообразного элемента.

В частности, поддерживающий элемент 17 изготовлен из материала (например, из материала листовой нержавеющей стали), у которого твердость равняется или составляет более чем твердость сборки фильтрообразного элемента 14 и поддерживающих сетчатых элементов 15. Этот поддерживающий сетчатый элемент 17 также изготовлен в такой же дискообразной форме, как фильтрообразный элемент 14, и установлен в проводящем полимер канале 5 таким образом, что он пересекает проводящий полимер канал 5.

Как представлено на фиг. 5A, проточные отверстия 18, которые позволяют полимерной смешанной композиции, прошедшей через механизм 8 для уменьшения геля, далее поступать по направлению к стороне ниже по потоку, изготовлены на поверхности поддерживающего элемента 17. Эти проточные отверстия 18 сделаны проникающими через поддерживающий элемент 17 со стороны выше по потоку по направлению к стороне ниже по потоку и позволяют полимерной смешанной композиции протекать со стороны выше по потоку по направлению к стороне ниже по потоку через внутреннее пространство поддерживающего элемента 17.

Эти проточные отверстия 18 изготовлены в девяти положениях на поверхности поддерживающего элемента 17.

Проточные отверстия 18 в девяти положениях имеют диаметр, который, по меньшей мере, равняется или составляет более чем диаметр проходов 10, сжимающих поток, изготовленных в уменьшающем гель элементе 8A согласно первому варианту осуществления, и сделаны в положениях, концентрических этим сжимающим проходам 10.

Таким образом, четыре проточные отверстия 18 из девяти соединяются с проходами 10, сжимающими поток, таким образом, что положения их центров, соответственно, совпадают с положениями центров сжимающих поток проходов 10, если смотреть спереди, и полимерная смешанная композиция, прошедшая через сжимающие поток проходы 10, может протекать в проточные отверстия 18 без задержки (без создания чрезмерного перепада давления).

Следует отметить, что проточные отверстия 18 поддерживающего элемента 17, описанного выше, не обязательно должны быть круглыми отверстиями, а могут представлять собой щели, например, как проиллюстрировано на фиг. 6. Однако в этом случае проточные отверстия 18 не обязательно должны быть расположены таким образом, чтобы не задерживать поток полимерной смешанной композиции, прошедшей через сжимающие поток проходы 10.

В итоге, соотношение между вышеупомянутыми проточными отверстиями 18 и проходами 10, сжимающими поток, является таким, что суммарная площадь поперечного сечения проточных отверстий 18, изготовленных в поддерживающем элементе 17 (четыре проточные отверстия 18, описанные выше), значительно превышает площадь поперечного сечения сжимающих поток проходов 10, изготовленных в уменьшающем гель механизме 8. В результате этого перепад манометрического давления, создаваемый проточными отверстиями 18, является не настолько большим, как перепад давления, создаваемый проходами 10, сжимающими поток; таким образом, полимерная смешанная композиция может свободно протекать по направлению к стороне ниже по потоку без чрезмерного перепада давления.

Оставшиеся пять проточных отверстий 18, изготовленных в поддерживающем элементе 17, находятся в положениях, отличных от положений сжимающих поток проходов 10, не соединяются с проходами 10, сжимающими поток, и допускают, чтобы по направлению к стороне ниже по потоку поступала сама полимерная смешанная композиц