PT1771500E

PT1771500E - Processo para misturar um granulado plástico com um aditivo assim como dispositivo misturador para executar o referido processo e dispositivo munido com o referido dispositivo misturador

Info

Publication number: PT1771500E
Application number: PT05762879T
Authority: PT
Inventors: Werner Kempter
Original assignee: Silon S R O Plana Nad Lu Znici
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2008-04-30
Also published as: ES2300034T3; DE502005002733D1; SI1771500T1; US20070297272A1; ATE385246T1; PL1771500T3; EP1771500A1; RU2007107084A; WO2006010291A1; EP1771500B1; DK1771500T3

Description

1

I

Descrição "Processo para misturar um granulado plástico com um aditivo assim como dispositivo misturador para executar o referido processo e dispositivo munido com o referido dispositivo misturador" Campo da invenção A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo misturador de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 e 5, assim como a um dispositivo para produzir produtos extrudidos de polímeros, sendo o referido dispositivo misturador de acordo com a reivindicação 10.

Estado da técnica A EP-A-695 320 refere-se a um processo para produzir um produto polímero extrudido, reticulado, em que o polímero a ser reticulado, o qual apresenta uma superfície fissurada, é processado com aditivos líquidos por extrusão num dispositivo de vazamento contínuo. No processo descrito, um aditivo líquido que é adicionado através de um dispositivo de alimentação e que serve para reticulação é misturado com o polímero. O aditivo é adicionado entre um dispositivo de alimentação para o polímero e o dispositivo de vazamento contínuo. Num dispositivo para executar o processo, um misturador encontra-se proporcionado entre uma tremonha de alimentação para acolher um granulado de polímero/pó de polímero e uma extrusora de parafuso. Uma linha de 2 alimentação para um aditivo liquido, cuja conduta vem de uma bomba doseadora, abre para dentro do misturador. Um injector proporcionado no misturador torna possivel injectar o aditivo liquido que foi transportado . através da conduta de alimentação para dentro do misturador. 0 dispositivo descrito encontra-se concebido para uma operação continua em que os granulados e aditivos são adicionados continuamente. A patente DE-OS 26 31 622 descreve um processo e um. dispositivo para a adição simultânea e continua de líquidos e matérias sólidas e pó em dispositivos de tratamento. 0 líquido é moldado num revestimento do tipo mangueira flexível em cujo centro as matérias sólidas são adicionadas. De acordo com uma forma de realização exemplar, encontra-se proporcionado na secção transversal mais estreita de um dispositivo de alimentação em forma de funil para sólidos que se pode inverter, um injector cónico que está ligado a uma conduta de fornecimento de líquido. Os sólidos fluíveis passam através do revestimento líquido na área da secção transversal mais estreita e, como uma corrente de sólidos consideravelmente fechada, fluem para dentro da abertura de alimentação de um misturador sem tocar na parede interior do tubo de alimentação. 0 objectivo da DE-OS 26 31 622 é o de impedir o depósito duro e obstruções sem ser necessário utilizar ajuda mecânica. A patente US 5.626.422 descreve um dispositivo e um processo para produzir uma solução homogénea de um pó num 3 líquido. Num primeiro passo, um pó e um líquido são fornecidos simultaneamente para dentro de um misturador por um dispositivo de fornecimento de pó/líquido, sendo o contacto entre o líquido e pó minimizado antes da sua entrada no misturador. Para alcançar este objectivo, encontra-se previsto um dispositivo de fornecimento de pó/líquido que compreende um segmento do tubo cilíndrico e um funil que liga ao mesmo. 0 líquido é fornecido por meio de uma primeira e uma segunda conduta de alimentação. A primeira conduta de alimentação encontra-se realizada como um injector anular que se encontra proporcionado num troço superior do segmento de tubo cilíndrico e que molha a superfície interior do adaptador. A segunda conduta de alimentação para o líquido encontra-se posicionada no funil excentricamente acima da abertura do funil. Em funcionamento, 90% do líquido é fornecido através da segunda conduta de alimentação. O pó é fornecido através de um tubo que apresenta uma secção transversal estreita e cuja saída se encontra proporcionada acima e concêntrica à abertura do funil, para dentro do dispositivo de fornecimento de pó/líquido. 0 líquido e o pó são misturados num misturador de alta intensidade ligado à abertura do funil. 0 objectivo da patente US 5.626.422 é o de impedir a formação de grumos antes da entrada no misturador de alta intensidade. 4

Objectivo da invenção 0 objectivo da presente invenção é o de proporcionar um processo e dispositivo misturador que permita a mistura cuidadosa de um aditivo liquido com um granulado de plástico. Um outro objectivo é o de proporcionar um dispositivo misturador que torne possível separar o dispositivo de alimentação do dispositivo de vazamento contínuo. 0 dispositivo misturador sugerido deve ser passível de ser produzido de modo robusto e económico.

Descrição

De acordo com a invenção, este objectivo é alcançado utilizando um processo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 em que a saída do dispositivo de injecção se encontra proporcionada acima de uma peça guia em forma de funil. Este processo apresenta a vantagem de ser obtida uma humidificação boa e uniforme do material a granel. Adicionalmente, pode ser empregue com sistemas já existentes se um misturador apropriado for readaptado. Uma aplicação do processo de acordo com a invenção é por exemplo a humidificação de um granulado de plástico com um aditivo, por exemplo silano, num processo de vazamento contínuo reactivo.

De preferência o material a granel é alimentado através de uma fenda, de preferência uma fenda anular, proporcionada na passagem. Para este efeito, o dispositivo de injecção encontra-se munido de preferência de modo a que esteja proporcionada entre o dispositivo de injecção e o segmento do 5 tubo uma fenda para a passagem, do material a granel. Isto apresenta a vantagem de ser formada uma cortina contínua de material a granel que verte para baixo ou cai na superfície interior do misturador. Isto cria uma área de superfície grande do material a granel que é fácil de humidificar. Adicionalmente, é obtida uma penetração muito boa do material a granel com o líquido. Uma outra vantagem surpreendente é que não ocorre qualquer depósito duro sendo deste modo possível uma operação contínua. Vantajosamente, a largura da fenda anular encontra-se ajustada como uma função dos parâmetros físicos do líquido (viscosidade, temperatura, tensão de superfície, etc.) e o material a granel (dimensão do grão, distribuição das dimensões do grão, etc.). Isto permite o ajuste preciso da humidificação desejada. 0 objectivo da presente invenção é também ura dispositivo misturador de acordo com o preâmbulo da reivindicação 5 que é caracterizado por se encontrar proporcionada na passagem do dispositivo misturador uma peça-guia em forma de funil e a saída do dispositivo de injecção se encontrar proporcionada acima da peça guia em forma de funil. Este dispositivo misturador apresenta a vantagem de o material a granel se espalhar abaixo da saída do dispositivo de injecção (por exemplo quando visto na direcção do fluxo após a saída do dispositivo de injecção) e ser transportado ao longo da mesma de modo que é possível pulverizar o material a granel directamente. Dado que. o material a granel se encontra 6 presente como uma cortina praticamente continua, praticamente nenhum líquido bate na superfície interior do segmento do tubo de modo que não existe qualquer depósito duro de material base. As formas de realização vantajosas encontram-se definidas nas reivindicações secundárias.

Uma fenda para a passagem do material a granel encontra-se vantajosamente proporcionada entre o dispositivo de injecção e o revestimento do segmento do tubo. A distribuição uniforme (separação) e deste modo humidificação do material a granel é possível devido à passagem forçada do material a granel através da fenda. Uma forma de realização particularmente vantajosa proporciona que uma fenda anular para a passagem do material a granel esteja proporcionada entre o dispositivo de injecção e o segmento do tubo. A fenda anular apresenta de preferência uma largura entre 5 e 30 mm e particularmente de preferência uma largura entre 10 e 20 mm. Na forma de realização preferida, o segmento do tubo é cilíndrico e o núcleo no qual o injector se encontra proporcionado apresenta uma secção transversal circular de modo que se encontra presente uma fenda anular entre o segmento do tubo e o núcleo.

De acordo com uma forma de realização vantajosa, encontra-se proporcionada uma peça-guia, de preferência em forma de funil, abaixo do dispositivo de injecção. Isto apresenta a vantagem de a película de escoamento do material a granel se espalhar sob o injector e ser transportada 7 passando ao lado do mesmo. Vantajosamente, a peça guia pode ser deslocada no segmento do tubo. Isto apresenta a vantagem de o débito ser ajustável. 0 núcleo e a peça-guia podem de preferência ser movimentados de uma posição aberta relativamente um ao outro, em que uma fenda anular é formada entre o segmento do tubo em relação à peça-guia e núcleo, para uma posição fechada, em que a peça-guia é, posicionada contra o núcleo e a passagem para o material, a granel é bloqueada, e vice-versa. Isto apresenta a vantagem de a largura da fenda anular poder ser modificada e consequentemente a quantidade de material a granel que flui através da fenda por unidade de tempo e- a sua velocidade do fluxo poderem ser variadas. Adicionalmente, é possível isolar o espaço interior do dispositivo misturador do ambiente que o rodeia. Deste modo se houver uma interrupção no funcionamento, se o dispositivo misturador for fechado a montante do injector quando visto na direcção do fluxo, nenhum vapor tóxico pode escapar para o ambiente circundante. 0 objectivo da presente invenção é também um dispositivo para produzir produtos extrudidos feitos de polímeros, em particular granulados de polímero, que apresenta - um dispositivo misturador de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 9; um dispositivo de alimentação para pelo menos um polímero, dispositivo esse que se encontra 8 proporcionado em ou ligado à entrada do primeiro lado de ligação do dispositivo misturador; e, - um dispositivo de vazamento contínuo que se encontra proporcionado em ou ligado ao segundo lado de ligação do dispositivo misturador. A invenção é descrita pormenorizadamente a seguir tomando como referência as figuras utilizando um exemplo de uma forma de realização.. As mesmas referências são sempre utilizadas para as mesmas peças nas figuras. As figuras representam:

Figura 1 ilustração esquemática de um dispositivo de extrusão com um dispositivo de alimentação e dispositivo de vazamento contínuo;

Figura 2 corte longitudinal de uma primeira forma de realização de um dispositivo misturador de acordo com a invenção;

Figura 3 corte longitudinal de uma segunda forma de realização de um dispositivo misturador de acordo com a invenção. A figura 1 ilustra a estrutura básica de um dispositivo de extrusão 11 que apresenta uma extrusora de parafuso 13 e dispositivo misturador 15 proporcionado na extrusora de parafuso 13. Proporcionado no dispositivo misturador 15 encontra-se um dispositivo de alimentação 17 que recebe um granulado de plástico. Além disso, uma conduta de alimentação 9 21 para um aditivo liquido e que vem de um dispositivo de medição 19 abre para dentro' do dispositivo misturador 15.

De acordo com uma primeira forma de realização, o dispositivo misturador 15 apresenta um segmento do tubo 23 que possui um primeiro lado de ligação 25 para o dispositivo de alimentação 17 e um segundo lado· de ligação 27 para a extrusora de parafuso 13. 0 primeiro lado de ligação 25 que apresenta a entrada 26 possui uma flange 29 com furos arredondados 31 para fixar de modo solúvel ao dispositivo de alimentação 17. 0 segundo lado de ligação 27 que apresenta a saida 28 compreende um adaptador 33 que pode engrenar num elemento correspondente de uma extrusora de parafuso 13 (não apresentada nas figuras). Pode-se conceber que um misturador (mecânico) (agitador) se encontre proporcionado entre o dispositivo misturador e a extrusora de parafuso. 0 dispositivo misturador 15 apresentado que possui o segmento do tubo 23 define uma passagem 37 determinada para um granulado de plástico. Um dispositivo de injecção 39 encontra-se proporcionado na passagem 37. 0 dispositivo de injecção 39 apresenta um núcleo 41 no qual o injector 43 que apresenta uma saida 44 se encontra proporcionado. 0 núcleo 41 possui um segmento 43 externo cónico e uma face convexa 45. Proporcionado no centro da face 45 encontra-se um furo arredondado 47 no qual o taco 49 do injector 43, realizado como uma válvula, é guiado de um modo axialmente móvel. 0 taco 49 possui uma cabeça 51 em forma de placa que, quando o 10 injector se encontra no estado fechado, é acolhida numa posição que encaixa num apoio 53 de válvula realizado de modo correspondente no núcleo 41. O taco 49 encontra-se pré-tensionado na posição fechada por uma mola 55. Para este efeito, um anel 57 encontra-se colocado na extremidade traseira do taco 49 e encontra-se posicionado contra um disco de aperto 59 quando a mola 55 se encontra no taco.. O lado traseiro do núcleo 41 apresenta um furo roscado central 61 arredondado para dentro do qual um invólucro 63 da válvula é aparafusado. O invólucro 63 da válvula apresenta uma cabeça piramidal 65 e um veio 67 ligado à mesma. 0 veio 67 possui uma rosca macho 69 que pode cooperar com a rosca fêmea 71 no furo roscado 61. O invólucro 63 da válvula possui um furo 73 que define um espaço interior 75. A parte traseira do taco 4 9 da válvula com a mola 55 encontra-se acolhida no espaço interior 75. Várias aberturas de passagem 77 radiais encontram-se. proporcionadas distribuídas , em redor dá circunferência do veio da parte superior do veio 67. A parte do veio 67 que se projecta- para fora do furo 73, encontra-se acolhida numa flange de ligação 81 de uma peça de ligação 83. A flange de ligação 81 encontra-se colocada no lado traseiro do núcleo 41. Anéis vedantes 86, 88 vedam as superfícies, de contacto entre a flange de ligação 81 e o núcleo 4 em termos da cabeça 65. A flange de ligação 81 possui um furo arredondado 85 no qual a parte superior do veio 67 é acolhida. Proporcionada no 11 fura arredondado 85 encontra-se uma reentrância anular 87 para dentro da qual um canal de alimentação 89 da peça de ligação 83 abre. A peça de ligação 83 possui um adaptador de ligação 91 que se encontra inserido num furo 93 na parede do segmento 23 do tubo. Uma rosca macho 95 encontra-se proporcionada no adaptador de ligação 91, podendo uma porca roscada 97 ser aparafusada no mesmo para fixar a peça de ligação 83 ao segmento 23 do'tubo. 0 núcleo 41 do dispositivo de injecção 39 apresenta um diâmetro de modo que o que resta entre o diâmetro mais largo e o segmento 23 do tubo é uma fenda anular 99 para que os granulados de plástico passem através da mesma. Uma peça-guia 101 em forma de funil encontra-se proporcionada no segmento 23 do tubo abaixo do núcleo 41. Ele conduz o granulado de plástico que verte para baixo irrigando e é separado pela fenda anular 99 sòb a salda 44 do injector 43 de modo que o granulado de plástico'é bem e uniformemente molhado. A segunda forma de realização exemplar de acordo com a figura 3 distingue-se da primeira por a peça-guia 101a em forma de. funil se encontrar proporcionada deslocável no segmento 23 do tubo. A peça-guia 101a em forma de funil é deslocável de uma posição fechada (ilustração no lado esquerdo), na qual a fenda anular 99 se encontra fechada, para uma posição aberta (ilustração no lado direito), em que existe uma fenda anular 99. 12

Encontram-se proporcionados furos longitudinais 103 opostos um ao outro no revestimento do segmento 23 do tubo. Parafusos 105 passam através dos furos longitudinais e são aparafusados na peça-guia 101a em forma de funil e inseridos nos suportes 107. Os suportes 107 encontram-se suspensos em dispositivos de reposicionamento 109, por exemplo cilindros de ar comprimido.

Durante a operação, granulado de plástico é adicionado ao dispositivo de alimentação e, se necessário, pesado. Do dispositivo de alimentação, o granulado de plástico viaja para o dispositivo misturador. Enquanto a peça guia em forma de funil 101a se encontra na posição da extremidade superior, o granulado de plástico é impedido de passar. Assim que a peça-guia 101a é movimentada para baixo para a posição aberta, o granulado viaja através da fenda anular 99 para dentro da passagem 37. Ao mesmo tempo que a fenda anular abre, aditivo liquido é pulverizado através do injector para a passagem, onde humidifica o granulado de plástico. O accionamento por pressão pode ser utilizado para controlar a quantidade do aditivo adicionado. Quanto mais elevada for a pressão que é exercida no aditivo liquido, maior é a quantidade do liquido adicionado por unidade de tempo. Deste modo, a actuação da pressão e a largura da fenda anular pode ser modificada para manter o rácio óptimo de granulado para o aditivo. 13

Embora a invenção tenha sido descrita em relação a uma aplicação especifica, é visivel a um técnico que o processo de acordo com a invenção e o dispositivo de acordo com a invenção podem ser utilizados para humedecer qualquer material a granel desejado que flua livremente com um liquido. Também, o lado exterior do dispositivo descrito pode ser ligado directamente a uma extrusora de parafuso ou misturador mecânico. O processo de acordo com a invenção e dispositivo de acordo com a invenção podem ser utilizados ambos para adição continua ou descontinua de um liquido a um material a granel.

Referências 11 Dispositivo de extrusão 12 extrusora de parafuso 15 Dispositivo misturador 17 Dispositivo de alimentação 19 Dispositivo.de medição 21 Conduta de alimentação 23 Segmento de tubo 25 Primeiro lado de ligação para o dispositivo de alimentação 26 Entrada 27 Segundo lado de.ligação para a extrusora de parafuso 28 Saída 29 Flange 31 Furos arredondados 14 33 Adaptador 37 Passagem 39 Dispositivo de injecção 41 Núcleo 43 Troço em forma de cone 45 Face convexa 47 Furo arredondado 49 Taco 51 Cabeça 53 Apoio da válvula 55 Mola 57 Anel 59 Disco de aperto 61 Furo roscado central no núcleo 63 Caixa da válvula 65 Cabeça piramidal 67 Veio 69 Rosca macho 71 Rosca fêmea 73 Furo 75 Espaço interior 77 Aberturas de passagem 79 81 Flange'de ligação 83 Peça de ligação 85 Furo arredondado 87 Reentrância anular 89 Canal de alimentação 91 Adaptador de ligação 93 Furo na parede do segmento do tubo 95 Rosca macho 97 Porca roscada 99 Fenda anular 101 Peça-guia em forma de funil 103 Furos longitudinais 105 Parafusos 107 Suporte 109 Dispositivos de posicionamento

Lisboa, 18 de Abril de 2008

Claims

1 Reivindicações 1* Processo para misturar um material a granel que flui livremente, em particular um granulado sólido, com um liquido, em particular um aditivo liquido, que compreende utilizar um dispositivo de injecção que se encontra proporcionado no centro de um segmento do tubo (23) que fornece o referido material a granel e em que o referido material a granel é conduzido através de uma entrada de fase final para dentro do referido segmento do tubo (23) e que é pelo menos parcialmente humidificado com o líquido, caracterizado por a saída do referido dispositivo de injecção (39) se encontrar proporcionado acima de uma peça-guia (101) em forma de funil.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente proporcionar o referido dispositivo de injecção (39) de modo a que uma fenda (99) para passagem do referido material a granel se encontre presente entre o referido dispositivo de injecção (39) e o referido segmento do tubo (23).

3. Processo . de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por compreender adicionalmente proporcionar a referida fenda numa fenda anular (99). 2

4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender adicionalmente ajustar uma largura da referida fenda anular (99) como uma função dos parâmetros fisicos do referido líquido e referido material a granel.

5. Dispositivo misturador que compreende um segmento do tubo (23) em formâ de tubo que define uma passagem e que possui: um primeiro lado de ligação (25)., que apresenta uma entrada (26) para ligar um dispositivo de alimentação (17) para um sólido que se pode verter; um segundo lado de ligação (27), que apresenta uma. saída (29) para ligar por exemplo um dispositivo para verter continuamente (13) ou misturador mecânico; dispositivo de injecção (39) proporcionado no centro da referida passagem tubular (37) para um aditivo líquido, sendo a saída orientada na direcção do fluxo do referido material a granel; ... caracterizado por uma peça-guia em forma de funil (101) se encontrar proporcionada na referida passagem do referido dispositivo misturador (15), em que a referida saída do referido dispositivo de injecção (39) se encontra proporcionada acima da referida peça-guia em forma de funil (101). 3

6. Dispositivo misturador de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender adicionalmente uma fenda para a passagem do referido material a granel, em que a referida fenda se encontra presente entre o referido dispositivo de injecção e o referido segmento do tubo (23) .

7. Dispositivo misturadorde acordo, com as reivindicações 5 ou 6, caracterizado por a referida fenda ser uma fenda anular (99) presente· entre o referido dispositivo de injecção (39) e um invólucro do referido segmento do tubo (23) ...

8. Dispositivo misturador de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 8, caracterizado por o referido dispositivo de injecção (79) possuir um núcleo (41) e um injector proporcionado no fundo do referido núcleo.

9. Dispositivo misturador de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 8, caracterizado por uma peça-guia .(101; 101a) se encontrar proporcionada abaixo do referido dispositivo de injecção (39). 4

10. Dispositivo misturador de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a referida peça-guia (101a) ser deslocável no referido segmento do tubo (23).

11. Dispositivo misturador de acordo com as reivindicações 9 ou 10, caracterizado por o referido núcleo (41) e a referida peça-guia (21) poderem ser movimentados em relação um ao outro de uma posição aberta, em que uma fenda anular (99) se encontra formada, para uma posição fechada, em que a referida passagem para o referido material a granel se encontra bloqueada, e vice-versa.

12. Dispositivo para produzir produtos extrudidos feitos de polímero granulado, caracterizado por compreender: - um dispositivo misturador (15) de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 11, - um dispositivo de alimentação (17) para pelo menos um polímero proporcionado na, ou ligado à., referida entrada do referido dispositivo misturador (15), na presente· também denominado primeiro lado de ligação, e - um dispositivo para vazamento contínuo (13) proporcionado na, ou ligado à, referida . saída do referido dispositivo misturador, na presente, também denominado segundo lado de ligação. Lisboa, 18 de Abril de 2008