ES2634889T3 - Dispositivo para la extrusión de material sintético termoplástico - Google Patents

Dispositivo para la extrusión de material sintético termoplástico Download PDF

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Abstract

Dispositivo para la extrusión de material sintético termoplástico, con tornillo sinfín de extrusor (2) alojado en una carcasa (1), que comprende en el lado de alimentación un tramo de plastificación (P), un tramo de desgasificación (E) antepuesto a un tramo de extracción (A) y, entre el tramo de plastificación (P) y el tramo de desgasificación (E), un supresor de flujo (S) con un segmento de tornillo sinfín con paso de rosca en sentido contrario (3), y con al menos un canal de descarga (5) que puentea el supresor de flujo (S) y que comprende un filtro de masa fundida (4), caracterizado por que el segmento de tornillo sinfín que forma el supresor de flujo (S) presenta un manguito (7) que envuelve el tornillo sinfín (6) y que está alojado en la carcasa (1) a prueba de giro y por que el tornillo sinfín (6) presenta en el segmento del supresor de flujo (S) un diámetro de tornillo sinfín menor que en el tramo de plastificación (P) y preferentemente también con respecto al tramo de desgasificación (E).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo para la extrusion de material sintetico termoplastico.
Sector tecnico
La invencion se refiere a un dispositivo para la extrusion de material sintetico termoplastico, con un tornillo sinfm de extrusor alojado en una carcasa, el cual presenta un tramo de plastificacion en el lado de admision, un tramo de desgasificacion antepuesto a un tramo de extraccion y, entre el tramo de plastificacion y el tramo de desgasificacion, un supresor de flujo con un segmento de tornillo sinfm con paso de rosca en sentido contrario, y con al menos un canal de flujo que puentea el supresor de flujo y que contiene un filtro de masa fundida.
Estado de la tecnica
El objetivo de este tipo de dispositivos es que los materiales sinteticos, en particular los residuos plasticos, que precisan un proceso de desgasificacion o de descontaminacion antes de su subsiguiente procesamiento puedan ser debidamente desgasificados y tratados. En el tratamiento de plasticos procedentes de residuos de produccion o bien de materiales plasticos que ya han estado en circulacion, se da la necesidad, debido a la impresion, lacado o impurezas, de descontaminar estos plasticos antes de su reutilizacion.
Para ello, se conoce de (WO 93/04841 A1, AT 400 315 B) el metodo de fundir el plastico a preparar en un extrusor, hacerlo pasar a presion por un filtro y desgasificarlo
antes de su ulterior procesamiento o granulacion. Para evitar el paso directo de material plastico fundido del tramo de plastificacion al tramo de desgasificacion o de extraccion y para garantizar que todo el material plastico fundido sea conducido a traves del filtro de masa fundida, esta previsto entre el tramo de plastificacion y el tramo de desgasificacion un paso de rosca en sentido contrario, es decir, una especie de rosca de reflujo o una rosca de obturacion, que presenta un paso opuesto al de la rosca helicoidal del tramo de plastificacion, del tramo de desgasificacion y del tramo de extraccion. Mediante esta rosca de reflujo, en sf ya conocida, se transporta en sentido contrario una pequena cantidad del plastico ya conducido a traves del filtro de masa fundida y ya descontaminado, de vuelta al tramo de plastificacion, con lo que se pretende evitar que masa fundida sin filtrar vaya a parar directamente al tramo de desgasificacion y al de extraccion saltandose el filtro de masa fundida. Las bocas situadas por la parte de admision y de descarga del canal de flujo que contiene el filtro de masa fundida estan situadas directamente junto a la rosca de reflujo para evitar espacios muertos. Con ello se pretende evitar que se produzcan tiempos de permanencia prolongados del material plastico en el dispositivo y, en consecuencia, danos termicos en el material plastico. La desventaja de este dispositivo es, sobre todo en lo que respecta a este paso de rosca en sentido contrario, que se trata de una obturacion dinamica, que es estanca o no en funcion de la velocidad de rotacion del tornillo sinfm del extrusor. Tambien es aqm muy importante la viscosidad del plastico ya que, por ejemplo, el plastico afectado de humedad genera vapores, cuyo paso directo del tramo de plastificacion al tramo de desgasificacion no puede ser evitado mediante el paso de rosca. Estos vapores son portadores, entre otros, de impurezas que pueden introducirse en el tramo de desgasificacion pasando de largo el filtro y contaminar nuevamente el plastico ya filtrado, por lo que no se puede garantizar una calidad constante del material plastico desgasificado y purificado.
Por este motivo, ya se ha propuesto (AT 503 014) que el tornillo sinfm del extrusor forme entre el paso de rosca en sentido contrario y la desembocadura por el lado de descarga del canal de
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flujo un paso de rosca corrotativo y que la carcasa presente en la zona de transicion al menos un orificio de desgasificacion entre el paso de rosca en sentido contrario y el paso de rosca corrotativo, segun el concepto general de la reivindicacion 1.
Con ello se puede evitar el paso de gas del tramo de plastificacion al tramo de desgasificacion a traves del supresor de flujo, evitando de esto modo tanto la contaminacion de la masa de plastico con los gases liberados como tambien fluctuaciones de presion en la instalacion. El dispositivo antes mencionado presenta, sin embargo, la desventaja de que el supresor de flujo con el segmento de tornillo sinfm que presenta un paso de rosca en sentido contrario requiere una potencia de accionamiento considerablemente superior para el dispositivo y, ademas, somete el dispositivo a un elevado desgaste.
Descripcion de la invencion
Partiendo de un estado de la tecnica del tipo antes mencionado, el objetivo de la invencion es evitar las desventajas arriba descritas y crear un dispositivo con un mejor efecto de desgasificacion que, con una menor potencia de accionamiento para el tornillo sinfm del extrusor y un menor desgaste en el supresor de flujo, evite un paso directo del material del tramo de plastificacion al tramo de desgasificacion a traves del paso de rosca.
La invencion resuelve este cometido asignando al segmento de tornillo sinfm que forma el supresor de flujo un manguito que envuelve el tornillo sinfm y que esta alojado a prueba de rotacion en la carcasa y porque el tornillo sinfm presenta en el tramo del supresor de flujo un diametro de tornillo sinfm menor que en el tramo de plastificacion y preferentemente tambien menor que en el tramo de desgasificacion, segun la parte caractenstica de la reivindicacion 1.
El manguito o bien un casquillo insertado en la carcasa del dispositivo a prueba de giro forma, junto con el paso de rosca en sentido contrario, el tramo del tornillo sinfm del supresor de flujo, mientras que el diametro disminuido de este tramo del tornillo sinfm con respecto a los tramos del tornillo sinfm conectados a el, es decir, al tramo de plastificacion y preferentemente tambien al tramo de desgasificacion, aporta una reduccion considerable de la potencia de accionamiento necesaria, lo que ademas conlleva a su vez tambien una disminucion del desgaste gracias a una menor perdida de potencia. Por lo tanto, el desgaste producido afecta principalmente al manguito y no al cilindro. Ademas, el manguito puede extraerse del cilindro junto con el tornillo sinfm para realizar un reemplazo.
Si aqm la anchura maxima de la seccion transversal del manguito es menor o igual al diametro exterior del tramo de plastificacion y/o del tramo de desgasificacion y, si procede, del tramo de extraccion, el tornillo sinfm del extrusor se puede insertar y extraer de la forma habitual a lo largo del eje del tornillo sinfm junto con el manguito que envuelve el tornillo sinfm en la zona del segmento del tornillo sinfm que forma el supresor de flujo. El alojamiento a prueba de giro del manguito se puede garantizar mediante la correspondiente forma exterior del manguito, mediante ranuras, resortes, cunas, tornillos o similares.
Con la invencion se da la posibilidad de reducir hasta tal punto el tornillo sinfm del extrusor en la zona del segmento del tornillo sinfm que forma el supresor de flujo, que se pueden transmitir con la seguridad deseada los pares de accionamiento necesarios para la desgasificacion y para la extraccion.
En el caso de emplear como tornillo sinfm del extrusor, como suele ser habitual, un tornillo sinfm de una pieza, es recomendable que el manguito este constituido por piezas en al menos un plano que discurre en la direccion del eje longitudinal del tornillo sinfm, a fin de permitir el montaje y desmontaje del manguito en el tornillo sinfm de transporte o bien del tornillo sinfm de transporte en la carcasa.
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Adicionalmente y, si procede, como alternativa a esto, el tornillo sinfm del extrusor puede estar compuesto por al menos tres partes en la direccion longitudinal del tornillo sinfm, estando las partes individuales - es dear, la pieza del tramo de plastificacion, la pieza del tramo del tornillo sinfm con el supresor de flujo y el segmento que comprende el tramo de desgasificacion y el tramo de extraccion - atornilladas entre sf preferentemente a lo largo del eje del tornillo sinfm. De este modo, los distintos tramos del tornillo sinfm se pueden fabricar sin problemas por separado y, a continuacion, una vez montado previamente el manguito en el tramo del tornillo sinfm que forma el supresor de flujo, atornillarlos entre sf, siendo tambien posible sin problemas, entre otros, una combinacion de las mas distintas geometnas de tornillo sinfm. Tambien se puede reemplazar junto con el manguito una rosca de reflujo de probable desgaste rapido sin necesidad de fabricar de nuevo el tornillo sinfm del extrusor al completo.
Para mejorar el rendimiento de desgasificacion, el tornillo sinfm del extrusor puede formar entre el paso de rosca en sentido contrario y la desembocadura por el lado de descarga del canal de flujo un paso de rosca corrotativo, en sf ya conocido, presentando la carcasa en la zona de transicion entre el paso de rosca en sentido contrario y el paso de rosca corrotativo preferentemente al menos un orificio de desgasificacion. Para reducir el desgaste en el paso de rosca en sentido contrario posconectado al tramo de plastificacion a causa de la entrada de gases contaminados en el paso de rosca, resulta ventajoso que el canal de flujo este conectado por el lado de salida del filtro de masa fundida a traves de al menos un canal de retorno, preferentemente a traves de una valvula de retencion, con el paso de rosca en sentido contrario del tornillo sinfm del extrusor por el lado de alimentacion. Con ello se puede garantizar un flujo de retorno determinado y menor de plastico descontaminado a traves del paso de rosca al tramo de plastificacion y, con ello, evitar la infiltracion de plastico contaminado en el paso de rosca en sentido contrario.
Para mejorar el efecto de desgasificacion, puede estar previsto entre el paso de rosca en sentido contrario y el paso de rosca corrotativo del tornillo sinfm del extrusor un espacio de desgasificacion sin paso de rosca en el manguito, constituido por el tornillo sinfm del extrusor y/o por el manguito. Los gases que se introducen en este espacio a traves del paso de rosca en sentido contrario y del paso de rosca corrotativo se evacuan del dispositivo simplemente a traves del orificio de desgasificacion, estando garantizado el desacoplamiento deseado de la presion y evitandose con seguridad la transferencia de gases contaminados.
Descripcion somera de los dibujos
En los dibujos puede verse, sobre la base de un ejemplo de ejecucion esquematizado, un dispositivo segun la invencion en seccion transversal. Representan lo siguiente:
Fig. 1 Un dispositivo segun la invencion en seccion transversal parcial y
Fig. 2 una variante de construccion de un dispositivo segun la invencion en seccion transversal
parcial.
Posibles formas de ejecucion de la invencion
Un dispositivo para la extrusion de material sintetico termoplastico comprende un tornillo sinfm de extrusor 2 alojado en una carcasa 1, que presenta un tramo de plastificacion P por el lado de alimentacion y un tramo de desgasificacion E antepuesto a un tramo de extraccion A someramente esbozado. Entre el tramo de plastificacion P y el tramo de desgasificacion E hay un supresor de flujo S con un segmento de tornillo sinfm que forma un tramo de tornillo sinfm con un paso de rosca en sentido contrario 3. Ademas, la carcasa 1 comprende al menos un canal de flujo 5
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que puentea el supresor de flujo S y contiene un filtro de masa fundida 4. Para reducir la potencia de accionamiento y el desgaste del tomillo sinfm del extrusor 2, el segmento de tornillo sinfm que forma el supresor de flujo S posee un manguito 7, alojado a prueba de giro en la carcasa 1, que rodea el tornillo sinfm 6, presentando el tornillo sinfm 6 en el segmento del supresor de flujo S un diametro de tornillo sinfm menor que el del tramo de plastificacion P y que el del tramo de desgasificacion E. La fijacion a prueba de giro del manguito 7 se realiza en el ejemplo de ejecucion representado mediante un tornillo de seguridad 8.
Ademas, la anchura maxima de la seccion transversal del manguito 7 es igual al diametro exterior del tornillo sinfm en el tramo de plastificacion P y en el tramo de desgasificacion E, lo que permite montar y desmontar sin problemas el tornillo sinfm del extrusor 2 a lo largo del eje del tornillo sinfm del extrusor 9 junto con el manguito 7.
Para posibilitar el montaje o bien para que unicamente haya que reemplazar el supresor de flujo S en caso de desgaste del mismo, el tornillo sinfm del extrusor 2 esta constituido por tres piezas en la direccion longitudinal del tornillo sinfm. Las tres partes son la pieza 10 que forma el tramo de plastificacion P, el tornillo sinfm 6 que forma el supresor de flujo S y la pieza 11 que forma el tramo de desgasificacion E y el tramo de extraccion A del tornillo sinfm del extrusor 2. Las tres piezas individuales estan atornilladas entre sf con interposicion de las correspondientes arandelas 12. Para separar las tres partes, puede ser necesario tener que cortar o aserrar las piezas por la zona de las arandelas 12 en caso de las roscas esten agarrotadas.
Entre el paso de rosca en sentido contrario 3 y la desembocadura 13 del canal de flujo 5 por la parte de descarga al tramo de desgasificacion E, el tornillo sinfm 6 forma en el ejemplo de ejecucion segun la fig. 1 un paso de rosca corrotativo 14. Ademas, el canal de flujo 5 esta unido por la parte de salida del filtro de masa fundida 4 mediante un canal de retorno 15, a traves de una valvula de retorno 16, con el paso de rosca en sentido contrario 3 del tornillo sinfm del extrusor 2 por la parte de alimentacion. Para ello esta previsto en el manguito 7 un orificio radial 17. Ademas, entre el paso de rosca en sentido contrario 3 y el paso de rosca corrotativo 14, esta previsto un espacio de desgasificacion 18 sin paso de rosca que esta constituido por el tornillo sinfm 6 y que desemboca fuera del dispositivo a traves de un orificio de desgasificacion (19) practicado en el manguito 7.
A modo de alternativa adicional, del mismo modo que en el ejemplo de ejecucion segun la fig. 1, podna estar previsto un canal de retorno 15, desembocando la boca del lado de descarga 13 del canal de flujo 5 preferentemente de forma similar en la pieza 11 del tornillo sinfm del extrusor 2 que forma el tramo de desgasificacion E, tal y como esta representado en la fig. 2.

Claims (7)

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    15
    20
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    Reivindicaciones
    1. Dispositivo para la extrusion de material sintetico termoplastico, con tornillo sinfm de extrusor (2) alojado en una carcasa (1), que comprende en el lado de alimentacion un tramo de plastificacion (P), un tramo de desgasificacion (E) antepuesto a un tramo de extraccion (A) y, entre el tramo de plastificacion (P) y el tramo de desgasificacion (E), un supresor de flujo (S) con un segmento de tornillo sinfm con paso de rosca en sentido contrario (3), y con al menos un canal de descarga (5) que puentea el supresor de flujo (S) y que comprende un filtro de masa fundida (4), caracterizado por que el segmento de tornillo sinfm que forma el supresor de flujo (S) presenta un manguito (7) que envuelve el tornillo sinfm (6) y que esta alojado en la carcasa (1) a prueba de giro y por que el tornillo sinfm (6) presenta en el segmento del supresor de flujo (S) un diametro de tornillo sinfm menor que en el tramo de plastificacion (P) y preferentemente tambien con respecto al tramo de desgasificacion (E).
  2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la anchura maxima de la seccion transversal del manguito (7) es menor o igual al diametro exterior del tornillo sinfm en el tramo de plastificacion (P) y/o del tramo de desgasificacion (E).
  3. 3. Dispositivo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el manguito (7) es divisible en al menos el plano que discurre en la direccion del eje longitudinal del tornillo sinfm (9).
  4. 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el tornillo sinfm del extrusor (2) esta constituido en la direccion longitudinal del tornillo sinfm por tres partes, estando estas partes individuales - es decir, el tramo de plastificacion (P), el segmento de tornillo sinfm con el supresor de flujo (S) y el segmento que comprende el tramo de desgasificacion (E) y el tramo de extraccion (A) - preferentemente atornilladas entre sf a lo largo del eje del tornillo sinfm (9).
  5. 5. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el canal de flujo (5), por el lado de salida del filtro de masa fundida (4), esta conectado mediante al menos un canal de retorno (15), preferentemente a traves de una valvula de retorno (16), con el paso de rosca en sentido contrario (3) del tornillo sinfm del extrusor (2) por la parte de alimentacion a traves de un orificio radial del manguito (7).
  6. 6. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el tornillo sinfm del extrusor forma un paso de rosca corrotativo entre el paso de rosca en sentido contrario (3) y la boca por el lado de descarga del canal de flujo al tramo de desgasificacion y por que el manguito (7) presenta en la zona de transicion entre el paso de rosca en sentido contrario y el paso de rosca corrotativo al menos un orificio de desgasificacion (19).
  7. 7. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que entre el paso de rosca en sentido contrario y el paso de rosca corrotativo del tornillo sinfm del extrusor (2) esta previsto un espacio de desgasificacion (18) sin paso de rosca que esta constituido por el tornillo sinfm del extrusor (2) y/o por el manguito (7).
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