BR102016028670A2 - Modified tire sealing mixing device - Google Patents

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BR102016028670A2
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BR
Brazil
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compartment
mixing
area
diluent
inlet port
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BR102016028670-0A
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Nicolas Joseph Renard Philippe
Agostini Giorgio
Luc Dheur Jean
Robert Verdon Nicolas
Polinska Patrycja
Original Assignee
The Goodyear Tire & Rubber Company
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Publication date
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Abstract

a presente invenção se refere a uma máquina de mistura e extrusão para materiais vedantes do tipo que compreende: um extrusor de descarga com parafusos gêmeos de convergência cônicos situados em um compartimento de dosagem, o dito compartimento tendo uma área de alimentação de pressão baixa e uma área canalizada de pressão alta, um flange cego removível para vedar temporariamente a saída do dito compartimento de dosagem de modo que o dito material seja forçado a recircular entre a dita área de canal e a dita área de alimentação dentro do dito compartimento de dosagem, o dito com desse modo também agindo como um compartimento de mistura; e um orifício de entrada situado na área canalizada de pressão alta, o orifício de entrada capaz de introduzir um diluente durante a mistura de um material vedante de pneu.

Description

"DISPOSITIVO DE MISTURA VEDANTE DE PNEU MODIFICADA" FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[001] A mistura de componentes de borracha pode ser feita em vários dispositivos, incluindo misturadores do tipo Banbury®, extrusores, e similar. Um tipo específico de misturador é o extrusor de parafuso gêmeo cônico, também conhecido como um extrusor de descarga ou misturador cônico, conforme descrito no Documento US 7,556,419.
[002] Os materiais vedantes são componentes de borracha que incluem uma variedade de compostos, incluindo um alto volume de diluente relativamente baixo, tal como óleo ou polímero de baixo peso molecular. A mistura completa de diluente com os ingredientes remanescentes nos misturadores cônicos do estado da técnica é difícil, levando a mistura incompleta com grandes quantidades de diluentes não incorporados.
[003] Seria então desejável ter um misturador cônico que fornece uma mistura melhorada de materiais vedantes de pneu.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[004] A presente invenção é direcionada a uma máquina de mistura e extrusão para os materiais vedantes de pneu do tipo que compreende: um extrusor de descarga com parafusos gêmeos de convergência cônicos situados em um compartimento de dosagem, o dito compartimento tendo uma área de alimentação de baixa pressão e uma área canalizada de alta pressão; um flange cego removível para vedar temporariamente a saída do dito compartimento de dosagem de modo que o dito material seja forçado a recircular entre a área de canal e a dita área de alimentação dentro do dito compartimento de dosagem, o dito compartimento desse modo também agindo como um compartimento de mistura; e um orifício de entrada situado na área canalizada de alta pressão, o orifício de entrada capaz de introduzir um diluente durante a mistura de um material vedante de pneu.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[005] A Figura 1 mostra uma vista superior de um misturador de acordo com a presente invenção.
[006] A Figura 2 mostra uma vista lateral de um misturador de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[007] É descrita uma máquina de mistura e extrusão para materiais vedantes do tipo que compreende: um extrusor de descarga equipado com parafusos gêmeos de convergência cônicos situados em um compartimento de dosagem, o dito compartimento tendo uma área de alimentação de baixa pressão e uma área canalizada de alta pressão; um flange cego removível para vedar temporariamente a saída do dito compartimento de dosagem de moto que o dito material seja forçado a recircular entre a dita área de cano e a dita área de alimentação dentro do dito compartimento de dosagem, o dito compartimento desse modo também agindo como um compartimento de mistura; e um orifício de entrada situado na área canalizada de pressão alta, o orifício de entrada capaz de introduzir um diluente durante a mistura de um material vedante de pneu.
[008] A Figura 1 ilustra uma vista superior de um misturador cônico. Os misturadores cônicos que estão descritos, por exemplo, no Documento US 7,556,419 estão disponíveis de Comec S.p.A, Busto Arsizio, Itália.
[009] Com referência agora à Figura 1, o misturador 10 inclui dois parafusos cônicos de entrelaçamento 12 situados no compartimento de dosagem 16. Os parafusos cônicos 12 convergem para a saída 14 do compartimento de dosagem 16.
Os parafusos cônicos 12 acionados para girar por um motor (não mostrado) no modo de rotação contrária. O flange de vedação 18 (mostrado na posição aberta) é usado para fechar a saída 14 e permitir a mistura de materiais adicionados (tais como componentes vedantes de pneu) no compartimento de dosagem 16.
[010] A Figura 2 mostra uma vista lateral do misturador 10 com o flange de vedação 18 na posição fechada. O compartimento de dosagem 16 se abre para a caixa de alimentação 20 através da abertura de alimentação 22. O compartimento de dosagem 16 inclui zona de alimentação 24 situada adjacente à caixa de alimentação 20, e à zona canalizada 26 situada adjacente à saída 14. Os parafusos cônicos 12 afilam ao longo de uma direção que começa da zona de alimentação 24 para a área canalizada 24, e uma altura mais baixa e profundidade de canal mais baixa na zona canalizada 26, isto é, altura e profundidade de canal dos parafusos afilam na zona de alimentação 26 em direção à zona canalizada 26. Os parafusos cônicos 12 são girados pelo motor 30 por meio de um mecanismo de engajamento (não mostrado). Com a saída do misturador fechada conforme mostrado na Figura 2, o material introduzido através da caixa de alimentação 20 é forçado a recircular dentro do compartimento de dosagem 16 durante a rotação contrária e entrelaçamento dos parafusos cônicos 12.
[011] Durante a operação, com o flange de vedação 18 fechado conforme mostrado na Figura 2, os materiais a serem misturados em um composto de borracha são carregados através da caixa de alimentação 20 e alimentados para o compartimento de dosagem 16. A rotação contrária dos parafusos cônicos 12 empurra o material a ser misturado para a saída fechada 14 e p flange de vedação 18. O flange de vedação 18 força o material a recircular da zona canalizada 16 de volta para a zona de alimentação 24. Desse modo, é obtido um aumento de gradiente de pressão entre a área de alimentação 24, em pressão baixa, e uma zona canalizada 26 perto do flange cego, em pressão alta. A recirculação do material entre ás áreas de pressão variáveis permite a mistura do composto.
[012] O orifício de entrada 32 é situado na zona canalizada 26. O orifício de entrada 26 permite a introdução de um diluente de viscosidade relativamente baixa 34 tais como óleo ou polímero líquido na zona canalizada 26 durante a rotação dos parafusos cônicos 12 e mistura do material. O orifício de entrada 12 pode ser construído de um tubo, cano, ou outro conduto montado no misturador 10 de modo que o diluente fornecido externamente 34 que flui através do orifício 32 possa estar em comunicação fluida com a zona canalizada 26. O orifício de entrada 32 é construído de modo a suportar a pressão aplicada do diluente usando técnicas de fabricação conforme conhecidas na técnica.
[013] A introdução do diluente 34 na zona canalizada de pressão alta 26 através do orifício de entrada 26 requer que o diluente 34 seja pressurizado, a pressão de diluente precisa ser mais alta do que a pressão do material sendo misturado na zona canalizada 26 de outro modo o material irá fluir para o orifício 26. O diluente 34 é pressurizado usando equipamento de pressurização (não mostrado) fora do misturador 10.
[014] O orifício de entrada 34 é equipado com uma porta de fechamento (não mostrada) que é operável para permitir a injeção do diluente durante uma parte do ciclo de mistura. O diluente é pressurizado antes de abrir a porta (não mostrada) e precisa permanecer pressurizado até que a porta seja fechada no término da injeção de diluente.
[015] Após a mistura, uma válvula (não mostrada) no flange de vedação 18 é aberta e os parafusos cônicos 12 na rotação empurram o composto através da válvula (não mostrado).
[016] O misturador 10 permite a produção de componentes de borracha tal como vedante de pneu a partir de materiais brutos adicionados individualmente ao misturador (polímeros, enchedores, curativos, óleos, etc.). Alternativamente, o misturador 10 pode ser usado para misturar o diluente com um lote mestre misturado em um processo de mistura fora do misturador 10. Em particular, é a mistura de um lote mestre com diluente que é vantajosa no misturador 10.
[017] São vistas várias vantagens no uso de lotes mestres tais como facilitar a dosagem de vários componentes, controle de pó, e retardo de cura. Um lote mestre pode conter, por exemplo, borracha, óleo, negro de fumo e parte de curativos, e nenhuma parte ou uma pequena parte do diluente, contudo, foi observado que o tempo de mistura é de 50% a 100% mais longo quando o lote mestre é usado em um misturador do estado da técnica (isto é, um misturador conforme descrito, por exemplo, no Documento US 7,556,419) comparado aos componentes de mistura adicionados individualmente.
[018] Acredita-se que a extensão do tempo de mistura para um lote mestre em um misturador do estado da técnica esteja relacionada à dificuldade de incorporar o diluente de baixa viscosidade em um composto de lote mestre de viscosidade mais alta. No misturador do estado da técnica, o diluente é adicionado no topo do composto de lote mestre sendo misturado na zona de alimentação. Em algum ponto durante a adição do diluente, o diluente e o composto misturado cai em duas fases, a primeira fase é constituída de aglomerados de borracha que possui um tamanho de 3 a 5 compartimento de mistura circundados por uma segunda fase de diluente líquido. Quando o lote se torna tal sistema de duas fases, observa-se que a amperagem modalidade motor de acionamento cai de 20 a 60% indicando uma perda de eficiência de mistura.
[019] Os estudos de simulação mostraram que as forças de corte são as mais baixas na zona de alimentação do compartimento de mistura, a velocidade de materiais, e a pressão são também as mais baixas nessa área. A simulação também mostrou que há apenas uma mudança moderada de materiais entre a zona canalizada onde a velocidade e a pressão são altas e a zona de alimentação onde a velocidade e a pressão são baixas.
[020] A adição do orifício de entrada 12 na zona canalizada permite uma modificação do ponto de injeção do diluente comparado ao estado da técnica. Em vez de adicionar diluente no topo do composto de mistura na zona de alimentação do compartimento de mistura, o ponto de injeção deve ser colocado na alta pressão, zona canalizada.
[021] Os estudos de simulação mostraram que há um movimento para frente de material na área de zona canalizada forçando os compostos para a área onde a pressão e a velocidade são mais altas. A introdução de diluente na entrada da área com a velocidade e pressão mais altas facilita a incorporação de diluente pelo compartimento de mistura e, desse modo, melhora a dispersão do diluente e reduz o tempo de ciclo.
[022] A composição vedante pode ser compreendida de qualquer uma das várias composições vedantes conforme conhecidas na técnica. Em uma modalidade, a composição vedante pode incluir uma variedade de componentes, incluindo pelo menos um de um elastômero, um elastômero termoplástico, um ionômero, um polibuteno como diluente, um óleo como diluente, e uma resina adesiva. Os curativos e filtros podem ser também incluídos no vedante conforme desejado.
[023] Em uma modalidade, o vedante compreende um elastômero e um polímero líquido ou diluente de óleo, e curativo adequado. As composições vedantes adequadas desse tipo estão descritas nos Documentos U.S. 6,303,694 e U.S. 8,821, 982, cujas descrições encontram-se incorporadas ao presente por referência. Em particular, um vedante desse tipo compreende uma borracha de butilo, um polibuteno, e um agente de cura quinoide.
[024] Em uma modalidade, o vedante compreende um elastômero termoplástico e um polímero líquido ou diluente de óleo. Composição vedante adequada desse tipo está descrita nos Documentos U.S. 8,871,852; 8,573,271; 8,602,075, EP 2,125,949; e CN100594225. Em particular, um vedante desse tipo compreende um elastômero termoplástico SEBS (estireno /etileno - butileno / estireno), e um polibuteno.
[025] Seguindo a mistura das composições vedantes no misturador 10 e qualquer reação e cura, a composição vedante é aplicada ao revestimento interno de um pneu curado.
[026] Deve ser compreendido, contudo, que a invenção não está limitada às modalidades específicas ilustradas acima, que representam apenas exemplos não limitativos do escopo da invenção, mas que podem ser feitas uma série de mudanças, todas dentro do alcance de daquele versado no campo, sem se afastar do escopo da invenção.
REIVINDICAÇÕES

Claims (5)

1. Máquina de mistura e extrusão para materiais vedantes do tipo, CARACTERIZADA pelo fato de que: um extrusor de descarga equipado com parafusos gêmeos de convergência cônicos situados em um compartimento de dosagem, o dito compartimento tendo uma área de alimentação de baixa pressão e uma área canalizada de alta pressão; um flange cego removível para vedar temporariamente a saída do dito compartimento de dosagem de moto que o dito material seja forçado a recircular entre a dita área de cano e a dita área de alimentação dentro do dito compartimento de dosagem, o dito compartimento desse modo também agindo como um compartimento de mistura; e um orifício de entrada situado na área canalizada de pressão alta, o orifício de entrada capaz de introduzir um diluente durante a mistura de um material vedante de pneu.
2. Máquina de mistura e extrusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o orifício de entrada compreende uma porta de fechamento.
3. Máquina de mistura e extrusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o diluente é um líquido pressurizado.
4. Máquina de mistura e extrusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a extremidade dianteira dos ditos parafusos cônica roça o dito flange cego de vedação.
5. Máquina de mistura e extrusão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os ditos parafusos cônicos são de rotação contrária.
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