BR112014031466B1

BR112014031466B1 - dispositivo para produção de granulado de plástico, perfis extrudados ou peças moldadas

Info

Publication number: BR112014031466B1
Application number: BR112014031466-7A
Authority: BR
Inventors: Matthias Henke
Original assignee: HENKE Property UG (haftungsbeschränkt)
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2021-01-19
Also published as: KR101754459B1; JP6052564B2; MY188191A; JP2015523927A; WO2014000725A2; CN104470698A; CA2872490C; EA037301B1; WO2014000725A3; US20150086669A1; HK1205722A1; EP2864104A2; US20170182694A1; CN112297387A; MX2014015483A; EP2864104B1; TW201410441A; CA2872490A1; TWI634979B; BR112014031466A2

Abstract

DISPOSITIVO PARA PRODUÇÃO DE GRANULADO DE PLÁSTICO, PERFIS EXTRUDADOS OU PEÇAS MOLDADAS E BOMBA DE MASSA FUNDIDA PARA ESSA FINALIDADE A presente invenção refere-se a um dispositivo para produção de granulado de plástico, perfis extrudados ou peças moldadas, com uma máquina de parafusos sem fim para produção de uma massa fundida, com uma bomba de massa fundida (2) para criação de pressão para efeito de compressão da massa fundida de plástico por uma ferramenta e com a ferramenta para provisão do granulado, do perfil extrudado ou da peça moldada. A bomba de massa fundida (2) é executada solta da máquina de parafuso sem fim (1) e apresenta um acionamento (5) próprio. O objetivo de prover um tal dispositivo para produção de granulado de plástico, perfis extrudados ou peças moldadas, em que a máquina de parafuso sem fim dispensa uma unidade de aumento de pressão, é alcançado pelo fato de que a transferência da massa fundida de plástico da máquina de parafuso sem fim para a bomba de massa fundida (2) ocorre sem pressão ou praticamente sem pressão.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para produção de granulado de plástico, perfis extrudados ou peças moldadas e uma bomba de massa fundida para essa finalidade, para criação de pressão em um meio fluente, especialmente em massas fundidas de plástico, para efeito de compressão do meio por uma ferramenta.

[0002] Para produção de peças de plástico, inicialmente em um processo de polimerização de diversos materiais de partida em uma máquina de parafuso sem fim é produzida uma massa fundida de plástico. É evidente que por peças de plástico também devem ser entendidas aquelas peças, que sejam produzidas de matérias primas renováveis, como, por exemplo, clara de ovo. Uma máquina de parafuso sem fim desse tipo pode ser um misturador, uma extrusora, um amassador helicoidal ou um dispositivo semelhante para produção de uma massa fundida de plástico.

[0003] Por exemplo, da EP 0 564 884 A1 é conhecida uma máquina de parafuso sem fim, em que diversos materiais de partida são misturados entre si e amassados por meio de eixos helicoidais circulando na mesma direção, até que se tenha uma massa fundida de plástico fluente.

[0004] Para produção de um granulado de plástico, que é então ulteriormente processado, por exemplo, em máquinas de injeção de plástico, a massa fundida de plástico é comprimida até 3000 KPa (30 bar) por uma ferramenta, aqui um disco perfurado. Para produção de um perfil de plástico ou de uma peça moldada de plástico, a massa fundida de plástico deve ser prensada em um processo de extrusão com até 30000 KPa (300 bar) por uma correspondente ferramenta de extrusão ou moldagem.

[0005] Como é conhecido da EP 0 564 884 A1, a massa fundida de plástico pode ser transferida pela máquina de parafuso sem fim a uma bomba de engrenagem, como é conhecida, por exemplo, da DE-OS 38 42 988, e nela comprimida ou prensada pela ferramenta, para se obter o granulado desejado, perfil ou peça moldada.

[0006] Mas a desvantagem na bomba de engrenagem separada é que esta é de produção cara inclusive devido ao acionamento próprio e ao requerido controle próprio. Outro problema da bomba de engrenagem com acionamento próprio reside em que, especialmente com velocidade de rotação baixa de até 50 rpm, condicionada pelo tipo de construção resulta uma pulsação e, com isso, na entrada da bomba ocorre uma pressão prévia não desconsiderável. De fato, a bomba de engrenagem é estanque quando da incidência dos dentes de rodas dentadas vizinhas, mas quando da passagem da massa fundida de plástico para a ferramenta nem toda a massa fundida de plástico é prensada pela ferramenta. Essa massa fundida de plástico restante é então levada de volta pelas rodas dentadas à abertura de entrada da bomba, onde se estabelece uma correspondente pressão prévia. Mas porque essa pressão prévia não é uniforme, mas sim ocorre a certos intervalos de modo pulsante, há uma pulsação. Para superar essa pressão prévia pulsante, a massa fundida deve ser transferida com uma correspondente pressão, o que torna necessária uma suficiente produção de pressão no final da máquina de parafuso sem fim.

[0007] Em lugar da bomba de engrenagem, frequentemente também é empregada uma bomba de um só parafuso sem fim com acionamento próprio. Mas também na bomba de um só parafuso sem fim, devido ao tipo de construção, ocorre na entrada da bomba uma pressão prévia não desconsiderável, que deve ser superada pela máquina de parafuso sem fim.

[0008] Assim, o emprego de uma bomba de engrenagem ou de uma bomba de um só parafuso tem apenas a vantagem de que a unidade de elevação de pressão da máquina de parafuso sem fim pode ser reduzida, mas não é possível uma renúncia total à possibilidade de elevação de pressão, pois a pressão prévia existente deve ser ainda superada.

[0009] Outra desvantagem da bomba de engrenagem e da bomba de um só parafuso sem fim reside em que, após o término do emprego entre as rodas dentadas ou na passagem helicoidal resta massa fundida de plástico e a bomba de engrenagem ou a bomba de um só parafuso sem fim deve ser dispendiosamente limpa.

[0010] A EP 0 564 884 A1 ensina integrar a bomba de engrenagem na máquina de parafuso sem fim, de modo que um único acionamento acione os eixos helicoidais com a bomba de engrenagem nela disposta. Isso tem a vantagem de que a bomba de engrenagem é operada com a mesma alta velocidade de rotação que os eixos helicoidais e, assim, a pulsação é reduzida a um mínimo.

[0011] Da EP 1 365 906 B1 é conhecido uma extrusora de parafuso sem fim duplo com bomba de parafuso sem fim integrada, em que nos eixos helicoidais de curso igual estão dispostos dois elementos helicoidais produzindo um aumento da pressão. Devido a uma determinada geometria helicoidal, entre os elementos helicoidais se formam pentes, que permitem um transporte forçado volumétrico da massa fundida de plástico, de modo que é criada uma pressão. Todavia, então, tanto na máquina de parafuso sem fim conforme EP 0 564 884 A1, como também na extrusora de parafuso sem fim duplo conforme EP 1 365 906 B1, deve ser aumentada toda a instalação, porque agora deve ser disponibilizada simultaneamente força e energia de acionamento para o aumento de pressão e para a operação de mistura e amassamento. Por conseguinte, deve ser previsto um eletromotor muito mais potente e engrenagens, eixos, alojamento, etc. reforçados.

[0012] Com a máquina de parafuso sem fim conforme EP 0 564 884 A1 e com a extrusora de parafuso sem fim duplo conforme EP 1 365 906 B1, a bomba de engrenagem integrada e os elementos helicoidais produzindo o aumento de pressão têm a mesma velocidade de rotação que os eixos helicoidais empregados para a mistura e o amassamento. Para se obter uma massa fundida de plástico homogênea, é necessário uma elevada velocidade de rotação. Na bomba de engrenagem, assim como nos elementos helicoidais produzindo o aumento de pressão, essa elevada velocidade de rotação, no entanto, produz um elevado atrito, que tem por consequência um alto dispêndio de força e energia e um alto desenvolvimento de calor. O calor é então emitido à massa fundida de plástico, o que, porém, pode levar a um dano ou, no caso extremo, também a uma avaria da massa fundida de plástico. Consequentemente, as possibilidades de aplicação de uma bomba de engrenagem integrada e dos elementos helicoidais especiais são limitadas. Esse problema é minimizado pelo fato de que, dependendo da massa fundida de plástico empregada, pode ser empregada uma bomba de engrenagem individualmente adaptada ou elementos helicoidais individualmente executados. Essas perdas por atrito também se fazem sentir no acionamento e em toda a instalação, que deve ser dimensionada correspondentemente maior. Mas isso leva a um elevado dispêndio de aparelhagem e a altos custos de preparação.

[0013] A invenção parte do reconhecimento de que a integração de uma unidade de elevação de pressão em uma máquina de parafuso sem fim só é possível com elevado dispêndio de aparelhagem e, sobretudo, que tanto com a unidade de elevação de pressão, como também com a máquina de parafuso sem fim devem ser feitas concessões, de modo que nenhum desses componentes pode ser projetado de maneira ótima.

[0014] É ainda reconhecido que, quando da operação de uma máquina de parafuso sem fim com unidade de elevação de pressão, resulta demasiado calor de atrito indesejado, que deve ser dispendiosamente combatido.

[0015] Partindo disso, tem a presente invenção por objetivo prover um dispositivo para produção de granulado de plástico, perfis extrudados ou peças moldadas, em que a máquina de parafuso sem fim dispense uma unidade de elevação de pressão.

[0016] Mas isso requer, simultaneamente, prover uma unidade de elevação de pressão, aqui uma bomba de massa fundida, que evite as desvantagens acima mencionadas da bomba de engrenagem ou da bomba de um só parafuso sem fim, que, portanto, reduza a um mínimo especialmente a pulsação e a pressão prévia.

[0017] No âmbito do atingimento desse objetivo se verificou que um transporte forçado do meio fluente faz com que o meio seja descarregado permanentemente da abertura de entrada da bomba de massa fundida, com consequência de que não predomina uma pressão prévia na abertura de entrada.

[0018] Como solução técnica desse objetivo, se propõe de acordo com a invenção um dispositivo para produção de granulado de plástico, perfis extrudados ou peças moldadas. Outras execuções vantajosas desse dispositivo e dessa bomba de massa fundida podem ser depreendidas das respectivas concretizações.

[0019] Um dispositivo executado conforme esse ensinamento técnico e uma bomba de massa fundida executada conforme esse ensinamento técnico tem a vantagem de que, devido ao transporte forçado da massa fundida na bomba de massa fundida, não há uma pressão prévia digna de nota na abertura de entrada, de modo que a passa fundida pode passar sem pressão da máquina de parafuso sem fim para a bomba de massa fundida. Apenas as forças requeridas para o transporte para a massa fundida de plástico, por exemplo, para vencer a inércia da massa fundida, do atrito, etc., deve ser aplicadas pela máquina de parafuso sem fim e podem levar a um pequeno aumento de pressão dependendo da constituição da massa fundida. Mas essas forças podem ser aplicadas pela própria máquina de parafuso sem fim, de modo que na máquina de parafuso sem fim se pode dispensar um dispositivo de aumento de pressão. Isso, por sua vez, tem a vantagem de que uma máquina de parafuso sem fim pode ser operada com um menor acionamento, aqui um menor eletromotor, eventualmente uma menor engrenagem, um menor parafuso sem fim, um menor alojamento e outros menores componentes, pois as forças a serem transferidas são agora bem menores. Isso leva a uma nítida redução dos custos de fabricação da máquina de parafuso sem fim. A isso está associada também uma redução dos custos de energia.

[0020] Graças à dispensação do dispositivo de elevação de pressão resulta ainda a vantagem de que a máquina de parafuso sem fim pode ser então consequentemente projetada para a mistura dos materiais de partida e para produção da massa fundida de plástico, o que melhora o grau de eficácia e, assim, também a economicidade da máquina de parafuso sem fim.

[0021] Outra vantagem reside em que, após a separação da bomba de massa fundida da máquina de parafuso sem fim, a bomba de massa fundida pode ser construída e projetada individualmente para obtenção de um efetivo aumento de pressão.

[0022] Surpreendentemente, quando da construção e operação de um protótipo do dispositivo de acordo com a invenção se verificou que a soma da potência elétrica dos acionamentos da máquina de parafuso sem fim e da bomba de massa fundida era menor do que a potência elétrica de um correspondente dispositivo conforme o estado da técnica. Assim, pela separação de máquina de parafuso sem fim e bomba de massa fundida, além de uma redução dos custos de fabricação do dispositivo (graças a componentes menores), também é obtida uma redução dos custos de energia para produção do granulado de plástico, dos perfis extrudados e das peças moldadas.

[0023] Em uma forma de execução vantajosa, as os parafusos sem fim de transporte são de tal forma executados que a relação do diâmetro externo para o diâmetro de núcleo se situa em torno de 2. Dependendo da massa fundida de plástico, também pode ser selecionada uma relação de Da para Di entre 1,6 e 2,4. Obtém-se assim um volume de transporte grande com um parafuso sem fim relativamente fino e, portanto, de custo favorável.

[0024] Em outra forma de execução vantajosa, os passos de parafuso sem fim têm um perfil de rosca retangular ou trapezoidal. Com isso é obtido um bom transporte forçado da massa fundida, especialmente quando o ângulo de flanco (também chamado de ângulo de perfil) é selecionado entre 0 ° e 20 °. A configuração dos filetes de parafuso sem fim deve ser adaptada à massa fundida a ser empregada, de modo que, por exemplo, quando do processamento de polietileno (PE), é comprovado um ângulo de perfil de 0 °, enquanto que PVC deve ser melhor processado a um ângulo de perfil de 13 °.

[0025] Em uma forma de execução ainda preferida, o filete de parafuso sem fim apresenta uma superfície plana, o que contribui igualmente para uma fabricação a baixo custo.

[0026] Devido à execução do filete de parafuso sem fim com um flanco plano, um ângulo de flanco de 0 ° e uma superfície plana, ao filete de parafuso sem fim é conferida uma seção transversal retangular. Especialmente quando a distância dos filetes de parafuso sem fim após cada ascensão corresponde aproximadamente à largura do filete de parafuso sem fim, é obtida uma fenda de parafuso uniforme, reduzida a um mínimo, com que é vedada a correspondente câmara de parafuso. Essa vedação possibilita a elevada criação de pressão na ferramenta, especialmente no disco perfurado.

[0027] Em outra forma de execução vantajosa, dois parafusos sem fim transportadores estão dispostos superpostos, portanto verticalmente entre si. Isso tem a vantagem de que a abertura de entrada pode ser disposta centralmente com relação aos parafusos sem fim transportadores, de modo que a massa fundida incidente pode ser bem apreendida por ambos os parafusos sem fim transportadores e, assim obtidos um alto grau de enchimento. Isso tem ainda a vantagem de que a abertura de entrada pode ser disposta lateralmente na bomba de massa fundida, de modo que ocorre uma entrada radial e uma saída radial do meio. Isso, por sua vez, permite uma disposição angulada da bomba de massa fundida com relação à máquina de parafuso sem fim com a vantagem de que o comprimento total do dispositivo é reduzido. Por exemplo, a bomba de massa fundida pode ser posicionada a um ângulo de 45 ° para com a máquina de parafuso sem fim, o que leva a uma elevada economia de espaço.

[0028] Ainda em outra forma de execução vantajosa, a bomba de massa fundida é de tal maneira projetada que os parafusos sem fim transportadores giram com números de rotação entre 30 rpm e 300 rpm, de preferência com números de rotação entre 50 rpm e 150 rpm, dependendo do tipo da massa fundida de plástico. Isso tem a vantagem de que a velocidade de rotação selecionado se situa, na maioria dos casos, acima da velocidade de rotação de uma bomba de engrenagens ou de uma bomba de um só parafuso sem fim, de modo que com relação ao transporte forçado da massa fundida condicionado pela geometria a mesma é transportada sem pulsação.

[0029] Uma vantagem da velocidade de rotação limitada no máximo a 300 rpm reside em que é evitado cisalhamento das cadeias de polímeros que ocorre a altos números de rotação.

[0030] Em outra forma de execução, entre o compressor e o acionamento vantajosamente elétrico é prevista uma engrenagem, pela qual os parafusos sem fim transportadores são acionáveis sincronizados. Devido à sincronização, é possível um engate geometricamente exato, alternado, dos filetes de parafuso sem fim. Vantajosamente, o segundo parafuso sem fim não é, como em bombas de engrenagens conhecidas do estado da técnica, arrastado conjuntamente por um acoplamento forçado mecânico, mas sim acionado diretamente, de modo que é evitado um elevado atrito com as conhecidas desvantagens de um alto consumo de energia e de um forçoso aumento de temperatura da massa fundida a isso associado. Isso também possibilita operar os parafusos sem fim transportadores em sentido contrário. A sincronização pela engrenagem tem ainda a vantagem de que também podem ser introduzidas em ambos os parafusos sem fim transportadores forças de acionamento para se obter melhor distribuição de força.

[0031] Em outra forma de execução preferida ainda os filetes dos parafusos sem fim de ambos os parafusos sem fim transportadores engatam entre si de tal maneira que na fenda de parafusos sem fim restante no ponto mais estreito é formada uma vedação de fenda. Essa vedação de fenda impede, de um lado, um refluxo do meio e eleva o transporte forçado e, de outro lado, a vedação de fenda atua como compensação de pressão demasiado alta. Graças ao transporte forçado, é obtida elevada formação de pressão e, simultaneamente, graças à compensação de pressão excedente é evitado um dano ao meio, especialmente quando a vedação de fenda é adaptada ao meio a ser processado. As mesmas vantagens se aplicam também á fenda de alojamento.

[0032] Outra vantagem reside em que os dois parafusos sem fim transportadores podem ser operados com uma potência relativamente pequena, o que leva a um motor de acionamento menor e menor consumo de energia.

[0033] Em outra forma de execução preferida, entre o alojamento e os parafusos sem fim de transporte ou seus filetes de parafuso sem fim, é executado um número de câmaras de parafuso sem fim, em que o meio é retido. As câmaras de parafuso sem fim são então executadas quase fechadas em correspondência à vedação de fenda da fenda de parafuso sem fim e/ou de alojamento, de modo que pode ser criada a pressão desejada, mas também no caso de pressão (localmente) demasiado alta tem lugar uma certa compensação de pressão.

[0034] Em outra forma de execução preferida, uma câmara de parafuso sem fim se estende ao longo de uma ascensão de um filete de parafuso sem fim. O início e o final da câmara de parafuso sem fim se encontra então no ponto de interseção de ambos os parafusos sem fim transportadores, portanto naquele plano, que é definido pelos eixos de ambos os parafusos sem fim transportadores. Isso tem a vantagem de que com isso o meio ocupa um espaço definido e não é misturado com outro meio. Simultaneamente, isso possibilita uma eficiente criação de pressão no disco perfurado.

[0035] Em outra forma de execução preferida, tanto entre o filete de parafuso sem fim e o alojamento é executada uma fenda de alojamento, como também entre o filete de parafuso sem fim e seu parafuso sem fim transportador vizinho uma fenda de parafuso sem fim, sendo ambas executadas como vedação de fenda, de modo que o meio é mantido essencialmente na referida câmara de parafuso sem fim, sem que ocorra pelas fendas (vedação de fenda) um significativo refluxo de meio para uma câmara de parafuso sem fim de retorno vizinho. Isso tem a vantagem de que, assim, é obtida uma vedação entre as câmaras de parafuso sem fim, que permite uma elevada pressão na câmara de parafuso sem fim individual e uma pressão de mais de 40000 KPa (400 bar), até 60000 KPa (600 bar), no disco perfurado.

[0036] Em outra forma de execução preferida, a fenda de alojamento e/ou a fenda de parafuso sem fim tem uma largura entre 0,05 mm e 2 mm. Finalmente, a largura de fenda, e com isso a dimensão da vedação de fenda, depende do meio a ser processado e a seus materiais aditivos. Comum plástico altamente cheio com uma fração de carbonato de cálcio de 80% e uma pressão no disco perfurado de 50000 KPa (500 bar), comprovou-se vantajosa uma largura de fenda de 0,5 mm.

[0037] Em uma forma de execução vantajosa, a bomba de massa fundida alcança, com uma relação de comprimento-diâmetro do parafuso sem fim transportador de 2 a 5, de preferência 3,5, uma pressão de mais de 25000 KPa (250 bar), até 60000 KPa (600 bar), no disco perfurado. Isso tem a vantagem de que a bomba de massa fundida pode ser produzida a baixo custo e empregada com economia de espaço.

[0038] Outra vantagem ainda reside em que, graças à cooperação de ambos os parafusos sem fim transportadores engatando entre si com os filetes de parafuso sem fim correspondentemente executados, de um lado, e graças ao transporte forçado, de outro lado, ocorre uma rápida criação de pressão, de modo que, com modalidade de construção relativamente curta da bomba de massa fundida, podem ser alcançadas pressões elevadas, a duração de permanência na bomba de massa fundida é pequena e, assim, é baixo o dano térmico e mecânico da massa fundida.

[0039] Outras vantagens do dispositivo de acordo com a invenção e da bomba de massa fundida de acordo com a invenção resultam do desenho em apenso e das formas de execução a seguir descritas. As características anteriormente mencionadas e as ainda especificadas podem igualmente, de acordo com a invenção, ser empregadas individualmente ou em quaisquer combinações entre si. As formas de execução mencionadas não devem ser entendidas como enumeração conclusiva, mas sim têm antes caráter exemplificativo. Mostram:

[0040] Fig. 1 - uma vista do alto de um dispositivo de acordo com a invenção em representação esquemática com uma primeira forma de execução de uma bomba de massa fundida de acordo com a invenção;

[0041] Fig. 2 - uma vista lateral, representada em corte, da bomba de massa fundida conforme fig. 1;

[0042] Fig. 3 - uma vista lateral, representada em corte, de uma segunda forma de execução de uma bomba de massa fundida de acordo com a invenção, cortada ao longo da linha III - III na fig. 5a;

[0043] Fig. 4 - uma vista lateral, representada em corte, da bomba de massa fundida conforme fig. 3, cortada ao longo da linha IV - IV na fig. 5b;

[0044] Fig. 5 a/b - uma representação em corte pela bomba de massa fundida conforme fig. 3, cortada ao longo da linha V - V na fig. 3,

[0045] Fig. 6 - uma vista lateral de um parafuso sem fim transportador de uma terceira forma de execução de uma bomba de massa fundida de acordo com a invenção;

[0046] Fig. 7 - uma vista frontal do parafuso sem fim transportador conforme fig. 6;

[0047] Fig. 8 - uma vista lateral, representada em corte, do parafuso sem fim transportador conforme fig. 6, cortado ao longo da linha VIII - VIII na fig. 6;

[0048] Fig. 8a - um aumento de detalhe conforme linha circular VIIIa na fig. 8;

[0049] Fig. 9 - uma vista, representada em perspectiva, de um parafuso sem fim transportador de uma quarta forma de execução de uma bomba de massa fundida de acordo com a invenção;

[0050] Fig. 10 - uma vista lateral do parafuso sem fim transportador conforme fig. 9;

[0051] Fig. 11 - uma vista do alto do parafuso sem fim transportador conforme fig. 9;

[0052] Fig 12 - uma vista frontal do parafuso sem fim transportador conforme fig. 9.

[0053] Na fig. 1 está representado esquematicamente um dispositivo para produção de granulado de plástico, perfis de plástico ou peças moldadas de plástico, com uma máquina de parafuso sem fim 1 para misturar e amassar materiais de partida para uma massa fundida de plástico, de uma primeira forma de execução de uma bomba de massa fundida 2 de acordo com a invenção para compressão da massa fundida de plástico e uma ferramenta 3, aqui um disco perfurado, pelo qual é comprimida a massa fundida de plástico compactada acima de 5000 KPa (50 bar), para produzir o desejado granulado de plástico. Em uma forma de execução aqui não representada, em lugar do disco perfurado, é empregada uma ferramenta de extrusão para produção dos perfis de plásticos desejados ou das peças moldadas de plástico desejadas, sendo que na ferramenta deve ser aplicada uma pressão de mais de 25000 KPa (250 bar).

[0054] Na forma de execução aqui representada, a bomba de massa fundida fica disposta inclinada a 45 ° para com a máquina de parafuso sem fim, para reduzir o espaço utilizado no posto de fabricação.

[0055] Como se pode depreender especialmente da fig. 2, a bomba de massa fundida 2 compreende um acionamento, aqui um eletromotor 4, uma engrenagem 5 e um compressor 6. No alojamento 7 do compressor 6 são mantidos dispostos paralelos entre si dois parafusos sem fim transportadores 8 e giram em sentido contrário. Os parafusos sem fim transportadores 8 estão unidos com a engrenagem 5, que fica conectada ao eletromotor 4. Cada um dos dois parafusos sem fim transportadores 8 possui um filete de parafuso sem fim 9 essencialmente radialmente saliente, circulando em forma helicoidal, sendo que o filete de parafuso sem fim 9 de um parafuso sem fim transportador 8 engata de tal maneira no filete de parafuso sem fim 9 do outro parafuso sem fim transportador 8 que ocorre um transporte forçado da massa fundida de plástico.

[0056] Na primeira forma de execução representada na fig. 2 de uma bomba de massa fundida 2 de acordo com a invenção, os dois parafusos sem fim transportadores 8 giram em sentido contrário. Para garantir um correto engate mútuo, alternadamente exato, os parafusos sem fim transportadores estão forçadamente acoplados pela engrenagem 5, de modo que é garantido um curso igual dos parafusos sem fim transportadores 8. Ambos os parafusos sem fim transportadores 8 são então operados sincronizados.

[0057] O alojamento 7 é de tal maneira formado em correspondência aos parafusos sem fim transportadores 8 que entre a borda exterior do filete de parafuso sem fim 9 e o alojamento 7 resta uma estreita fenda de alojamento 10, que pode importar entre 0,05 mm e 2 mm, importando na forma de execução aqui representada em 0,5 mm.

[0058] Com o filete de parafuso sem fim 9 radialmente saliente e um ângulo de flanco em cada lado do filete de parafuso sem fim 9 de zero graus, com flancos executados planos e especialmente uma superfície de filete executada plana, resulta um filete de parafuso sem fim 9 retangular em seção transversal. Simultaneamente, a distância de filetes de parafusos sem fim 9 vizinhos corresponde à largura de um filete de parafuso sem fim 9. Disso resulta que o filete de parafuso sem fim 9 de um parafuso sem fim transportador 8 engata precisamente ajustado no espaço intermediário do filete de parafuso sem fim 9 do outro parafuso sem fim transportador 8. A fenda de parafuso sem fim 11 restante entre os filetes de parafuso sem fim 9 e os parafusos sem fim transportadores 8 é então reduzida a um mínimo e importa entre 0,05 mm e 2 mm, de preferência 0,5 mm. A fenda de parafuso sem fim 11 efetivamente selecionada é dependente do meio empregado, sendo que a fenda de parafuso sem fim 11 com crescente tenacidade do meio é selecionada correspondentemente maior.

[0059] Devido à fenda de parafuso sem fim 11 reduzida a um mínimo, resulta uma vedação entre os parafusos sem fim transportadores 8 vizinhos, de modo que entre o alojamento 4, os filetes de parafuso sem fim 9 e os parafusos sem fim transportadores 8 se forma um número de câmaras de parafuso sem fim 12, sendo que devido à vedação cada câmara de parafuso sem fim é fechada e a massa fundida de plástico que aí se encontra é continuamente transportada. Graças aos parafusos sem fim transportadores 8 engranzando estanquemente entre si, um refluxo de uma parte da massa fundida de plástico é reduzido a um mínimo, de modo que também a perda de pressão é reduzida a um mínimo. Isso é designado também como axialmente estanque.

[0060] Para obter uma elevada potência de transporte, as câmaras de parafuso sem fim 12 são executadas relativamente grandes. Isso é obtido por altos filetes de parafuso sem fim 9, sendo que a relação do diâmetro externo (Da para o diâmetro de núcleo (Di) importa em 2.

[0061] Para se obter um tamanho de construção pequeno da bomba de massa fundida 2, os parafusos sem fim transportadores 8 possuem na forma de execução aqui representada uma relação de comprimento/diâmetro externo de 3,5.

[0062] As câmaras de parafuso sem fim 12 executadas dentro do alojamento 7 são limitadas para fora pelo alojamento 7 e para o lado pelo filete de parafuso sem fim 9. Na região em que engatam entre si os filetes de parafuso sem fim 9 de parafusos sem fim transportadores 8 vizinhos, as câmaras de parafuso sem fim 12 são separadas entre si pelo efeito de vedação. Por conseguintes, uma câmara de parafuso sem fim 12 se estende por um passo de parafuso sem fim.

[0063] A configuração da largura da fenda de alojamento 10 e/ou de parafuso sem fim 11 depende dos materiais empregados. Então, por exemplo, quando do processamento de plásticos e alta carga com uma fração de carbonato de cálcio de 80% a uma pressão requerida de 25000 KPa (250 bar), comprovou-se uma largura de 0,5 mm. Em um meio com uma maior fluência, a fenda é mantida menor, em um meio com uma pequena fluência a fenda é executada maior. Para o caso de que no meio estejam misturadas partículas duras, fibras ou pigmentos, a fenda pode ser executada igualmente maior.

[0064] A fenda de alojamento 10 e a fenda de parafuso sem fim 11 possibilitam a execução das câmaras de parafuso sem fim 12 quase fechadas, com o que é obtido um aumento de pressão para o disco perfurado 3, inclusive porque assim é impedido um significativo refluxo do meio.

[0065] Para o caso de que a pressão localmente suba uma vez além da medida desejada, então a fenda atua de modo compensador, pois então um pouco de massa fundida de plástico pode escapar para a câmara de parafuso sem fim 12 vizinha, o que localmente reduz de novo a pressão e impede entupimentos e/ou danos. Assim, o tamanho da fenda tem também influência sobre a compensação de pressão.

[0066] Sendo desejada uma pressão maior na ferramenta 3, então a fenda de alojamento 10 e a fenda de parafuso sem fim 11 devem ser reduzidas. Isso se aplica também ao caso de que seja processada uma massa fundida de plástico altamente viscosa. Com uma massa fundida de plástico de baixa viscosidade, a fenda também pode ser alargada. Como resultado, a fenda deve ser selecionada em correspondências aos critérios aqui mencionados para cada caso particular. Comprovou- se então uma largura de fenda entre 0,05 mm e 2 mm. Todas as formas de execução aqui mencionadas são axialmente estanques.

[0067] As formas de execução aqui descritas da bomba de massa fundida 2 com uma largura de fenda de 0,5 mm são especialmente vantajosamente aplicáveis a plásticos de alta carga, isto é, plásticos com uma alta fração de sólidos, como por exemplo carbonato de cálcio, madeira ou carburetos. O plástico de alta carga possui então uma fração de carbonato de cálcio de ao menos 80%.

[0068] Devido à pluralidade de massas fundidas de plástico, os ângulos de flanco (também chamados de ângulos de perfil) devem ser adaptados em cada forma requerida. Comprovou-se então vantajoso selecionar ao menos com parafusos sem fim transportadores 8 em sentido contrário um perfil de rosca retangular como mostrado na fig. 2 ou um perfil de rosca trapezoidal como representado na fig. 8.

[0069] Perfil de rosca retangulares como representados na fig. 2 são empregados também para o processamento de polietileno (PE).

[0070] Na segunda forma de execução representada nas figuras 3 - 5 de uma bomba de massa fundida 102 de acordo com a invenção, os dois parafusos sem fim transportadores 108 giram no mesmo sentido e são acionados por um eixo de acionamento 113 comum. Também aqui os filetes de parafuso sem fim dos parafusos sem fim transportadores 108 engatam entre si de tal maneira que resta uma fenda de parafuso sem fim mínimo.

[0071] Tais plásticos de alta carga podem ser transportados e comprimidos de modo materialmente cuidadoso com a bomba de massa fundida 2, 102, sendo que o plástico entra na bomba de massa fundida 102 à pressão ambiente e deixa a bomba de massa fundida 102 de novo com uma pressão de 50 bar até 600 bar, de preferência 400 bar. Também aqui a relação de Da para Di é igual a 2, para se obter uma alta potência de transporte.

[0072] Nas figuras 6 - 8 está representado um parafuso sem fim transportador 208 de uma terceira forma de execução de uma bomba de massa fundida de acordo com a invenção. Esse parafuso sem fim transportador 208 é executada com duas roscas e seus filetes de parafuso sem fim 209 são executados em trapezoidais em seção transversal com um ângulo de flanco de 13 °. Esse parafuso sem fim transportador 208 é empregado em sentido contrário e utilizado, de preferência, para processamento de PVC. Também aqui se formam câmaras de parafuso sem fim 212 axialmente estanques, que alcançam uma boa formação de pressão e um bom transporte forçado. Também aqui a relação de Da para Di é igual a 2.

[0073] Nas figuras 9 - 12 está representado um parafuso sem fim transportador 308 de uma quarta forma de execução de uma bomba de massa fundida de acordo com a invenção. Esse parafuso sem fim transportador 308 é executado com quatro roscas (A, B, C, D) e seus filetes de parafuso sem fim 309 são executados retangulares em seção transversal com um ângulo de flanco de 0 °. Esse parafuso sem fim transportador 308 é empregado em sentido contrário e utilizado, de preferência, para processamento de um meio contendo clara de ovo. Também aqui a relação de Da para Dié igual a 2.

Claims

1) Dispositivo para produção de granulado de plástico, perfis extrudados ou peças moldadas, com uma máquina de parafusos sem fim (1) para produção de uma massa fundida de plástico, com uma bomba de massa fundida (2) para criação de pressão para a compressão da massa fundida de plástico por uma ferramenta (3) e com a ferramenta (3) para provisão do granulado, do perfil extrudado ou da peça moldada, caracterizado pelo fato de que a bomba de massa fundida (2) é executada para ser solta da máquina de parafuso sem fim (1) e apresenta um acionamento (4) próprio e um compressor (6), sendo que uma engrenagem (5) é fornecida entre o acionamento (4) e o compressor (6), por meio da qual os parafusos sem fim transportadores (8, 108) podem ser acionados de forma sincronizada, sendo que o compressor (6) compreende uma abertura de entrada e uma abertura de saída, bem como pelo menos dois parafusos sem fim transportadores (8, 108, 208, 308) dispostos em um alojamento (7) comum, sendo que filetes de parafuso sem fim (9, 209, 309) previstos no parafuso sem fim transportador (8, 108, 208, 308) são configurados de modo que ocorre um transporte forçado do meio, sendo que os filetes de parafuso sem fim (9, 209, 309) e os parafusos sem fim transportadores (8, 108, 208, 308) são configurados de modo que eles correspondem uns aos outros e engatam uns aos outros de tal modo que, entre o alojamento (4) e os parafusos sem fim transportadores (8, 108, 208, 308) com seus filetes de parafuso sem fim (9, 209, 309), pelo menos uma câmara de parafuso sem fim (12, 212, 312) é formada, que é fechada até uma fenda de alojamento (10) e/ou uma fenda de parafuso sem fim (11), sendo que o alojamento (7) é configurado de modo que ele corresponde ao contorno externo dos parafusos sem fim transportadores (8, 108, 208, 308) de tal modo que uma fenda de alojamento (10) restante entre o parafuso sem fim transportador (8, 108, 209, 308) e o alojamento (7) é tão pequena que a fenda de alojamento (10) forma uma vedação de fenda, sendo que a fenda de alojamento (10) é entre 0,05 mm e 2 mm, sendo que os filetes de parafuso sem fim (9) e os parafusos sem fim transportadores (8, 108, 208, 308) são executados de modo que eles correspondem uns aos outros e são dispostos engatando uns aos outros de modo que uma fenda de parafuso sem fim (11) restante entre o filete de parafuso sem fim (9, 209, 309) e o parafuso sem fim transportador (8, 108, 208, 308) é tão pequena que a fenda de parafuso sem fim (11) atua como uma vedação de fenda, sendo que a fenda de parafuso sem fim (11) é entre 0,05 mm e 2 mm, sendo que a fenda de alojamento (10) e a fenda de parafuso sem fim (11) são de tal maneira selecionadas em função do meio que o compressor (6) é axialmente vedado, e sendo que a transferência da massa fundida de plástico da máquina de parafuso sem fim (1) para a bomba de massa fundida (2) ocorre à pressão atmosférica ou quase à pressão atmosférica.

2) Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba de massa fundida (2) é disposta com relação à máquina de parafuso sem fim a um ângulo entre 15° e 75°, especialmente entre 30° e 60°, de preferência de 45°.

3) Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o parafuso sem fim transportador (8, 108, 208, 308) é de tal maneira executado que a relação entre o diâmetro externo (Da) e o diâmetro de núcleo (Di) importa entre 1,6 e 2,4, de preferência em 2,0.

4) Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os filetes de parafuso sem fim (9, 209, 309) apresentam um perfil de rosca retangular ou trapezoidal.

5) Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o filete de parafuso sem fim (9, 209, 309) apresenta um ângulo de perfil () entre 0° e 20°.

6) Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que dois parafusos sem fim transportadores (8) estão sobrepostos, isto é, dispostos verticalmente.

7) Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 6, caracterizado pelo fato de que o acionamento (4) e a engrenagem (5) são projetadas para uma velocidade de rotação dos parafusos sem fim transportadores (8, 108, 208, 308) entre 30 rpm e 300 rpm, de preferência entre 50 rpm e 150 rpm.

8) Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os parafusos sem fim transportadores (8, 208, 308) são configurados para girarem em direções opostas.

9) Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o parafuso sem fim transportador (8, 108, 208, 308) apresenta uma relação de comprimento/diâmetro externo de 2 a 5, de preferência de 3,5.