BRPI0518245B1 - Extruder - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "EXTRU- SORA".

[001] A presente invenção refere-se a uma extrusora para o processamento e/ou acabamento contínuo de materiais de livre fluxo compreendendo pelo menos dois eixos girando no mesmo sentido e que são equipados com segmentos de transportadores helicoidais e segmentos de trabalho que engrenam um no outro e que são guiados dentro de desbastes da caixa da extrusora paralelos aos eixos, em forma de segmento de círculo.

[002] Os eixos equipados com os segmentos de transportadores helicoidais e os segmentos de trabalho também podem estar dispostos em um espaço oco na caixa da extrusora ao longo de um círculo com o mesmo ângulo central (EP 0 788 867 B1). Ao passo que os segmentos de transportadores helicoidais constituídos por elementos individuais transportam o material a ser processado na extrusora da abertura de entrada de material para a abertura de saída de material na outra extremidade da extrusora, os segmentos de trabalho, também executados como elementos individuais têm uma função de frear e eventualmente de retorno. Como elementos de trabalho podem ser usados, por exemplo, blocos de amassar que são conhecidos, por exemplo, da patente EP 0 422 272 A1, ou chamados blister, isto é, discos redutores de pressão com um diâmetro de corresponde ao diâmetro externo do transportador helicoidal que também podem possuir na circunferência uma dentadura externa como chamados discos dentados.

[003] No lugar destes elementos de trabalho que comprimem o material também são usados elementos de trabalho que aliviam a pressão. Da patente DE 102 33 213 A1 é conhecido um elemento helicoidal que possui um segmento neutro de transporte que alivia a pressão, formado por uma saída helicoidal da crista helicoidal.

[004] Os elementos de trabalho que possuem superfícies diferen- tes de acordo com as diversas tarefas de processo, podem ser combinados entre si quase que de qualquer maneira a fim de levar em consideração a exigência global da respectiva técnica do processo. Os elementos do transportador helicoidal e os elementos de trabalho estão enfileirados diretamente um ao outro e encaixados nos eixos de modo resistente à torção e, exatamente posicionados radialmente e axialmente, são acionados de modo coordenado pelo acionamento.

[005] Os elementos de trabalho, em virtude de exigências específicas da tecnologia do processo, freqüentemente são reduzidos a comprimentos de até um sexto do diâmetro do transportador helicoidal e quase sempre são mais curtos do que o diâmetro do transportador helicoidal. Por outro lado, pode ocorrer uma pressão alta entre os elementos de trabalho que engrenam um no outro de dois eixos vizinhos, particularmente quando possuem um diâmetro que corresponde ao diâmetro externo do corte, como por exemplo, elementos de transportador helicoidal de refluxo, blocos de amassar, blisters ou discos dentados. Em virtude disso surgem em extrusores de transportadores he-licoidais duplos, na área destes elementos de trabalho, forças que causam uma expansão considerável entre os eixos. Estas forças causam um desgaste considerável também em extrusores de eixos múltiplos, onde os eixos estão dispostos ao longo de um círculo com o mesmo ângulo central.

[006] A presente invenção tem a tarefa de reduzir o desgaste além da média na área dos elementos de trabalho.

[007] De acordo com a presente invenção isto se logra pelo fato de que os segmentos de trabalho que causam uma expansão maior entre dois eixos do que segmentos de transportadores helicoidais formem com pelo menos um segmento de transportador helicoidal e/ou pelo menos um outro segmento de trabalho um elemento combinado inteiriço.

[008] O segmento de trabalho que é unido a um segmento de transportador helicoidal para formar um elemento combinado inteiriço pode ser um elemento de trabalho de refluxo com um diâmetro que corresponde ao diâmetro do transportador helicoidal, especialmente um segmento de transportador helicoidal com um passo maior do que o segmento de transportador helicoidal ou uma direção de passo oposta ao segmento de transportador helicoidal ou um bloco de amassar, um blister ou um disco dentado. Porém, também dois segmentos de trabalho podem ser unidos para formarem um elemento inteiriço, por exemplo, dois blocos de amassar de passo oposto ou um segmento do transportador helicoidal com direção de passo oposta e um bloco de amassar.

[009] Em virtude da união de um segmento de transportador helicoidal e de um segmento de trabalho ou de dois segmentos de trabalho para formarem um elemento combinado mais comprido, de acordo com a presente invenção, a resistência à flexão dos eixos é consideravelmente melhorada. Ao mesmo tempo, as forças de expansão são distribuídas sobre uma superfície maior, na maioria das vezes mais bem lubrificada, e assim o esforço superficial e o desgaste são reduzidos consideravelmente. Além disso, a combinação de diversas exigências de técnica do processo diferentes realizáveis em um comprimento relativamente curto em um segmento traz uma redução decisiva do número de peças, o que significa uma simplificação essencial de equipação e manutenção dos eixos e de armazenamento de peças.

[0010] A fim de simplificar a equipação dos eixos, as faces frontais dos elementos combinados de acordo com a presente invenção são limitados por arcos de círculo que correspondem ao diâmetro do transportador helicoidal, ao diâmetro do núcleo do transportador helicoidal e, no máximo, à distância de eixo dos eixos. Assim, os elementos combinados podem ser encaixados de maneira simples nos eixos de tal modo que as faces frontais limitadas pelos arcos de círculo se alinham uma com as outras. Deste modo é facilitado consideravelmente um encaixe sem erros dos elementos combinados que engrenam com os elementos combinados dos eixos vizinhos.

[0011] Para que as vantagens dos elementos combinados no que diz respeito à resistência à flexão e desgaste se tornem efetivas, o elemento combinado possui um comprimento superior ao diâmetro do transportador helicoidal, especialmente superior ao dobro do diâmetro do transportador helicoidal.

[0012] O segmento de transportador helicoidal do elemento combinado de preferência é executado de duas roscas, já que um transportador helicoidal de duas roscas produz uma quantidade de transporte maior do que uma rosca de três roscas, mas em comparação com um transportador helicoidal de uma rosca possui uma resistência à flexão maior.

[0013] Caso o segmento de trabalho do elemento combinado também possua uma superfície helicoidal, isto é, um segmento helicoidal com um passo maior ou direção de passo oposta, também é preferencialmente executado com duas roscas. A superfície do segmento de trabalho também pode ter somente uma configuração helicoidal espiral, por exemplo, em blocos de amassar. Assim sendo, de acordo com a presente invenção, um segmento de bloco de amassar com discos de carnes de duas roscas, dispostos em forma espiral que possuem uma direção de passo que corresponde aos segmentos de transportadores helicoidais, pode ser combinado com um segmento de bloco de amassar de duas roscas com direção de passo oposta, para formarem um elemento.

[0014] Nas temperaturas altas às quais está exposto o material a ser processado na extrusora, os eixos, por um lado, e os segmentos de transportador helicoidal e os segmentos de trabalho dispostos ne- les, por outro lado, se dilatam de maneira diferente. Isto tem como conseqüência a formação de uma fenda entre o eixo e os elementos dispostos nele, onde o material derretido, por exemplo, material sintético, pode entrar e eventualmente queimar, de qualquer maneira juntar o eixo aos elementos tão firmemente que depois do esfriamento do eixo os elementos somente podem ser retirados do eixo com muita dificuldade.

[0015] Este problema se torna maior ainda no caso dos elementos combinados compridos usados de acordo com a presente invenção, eventualmente até o ponto de que os elementos já não podem mais ser retirados do eixo, isto significa, que todo o eixo precisa ser substituído.

[0016] Por esta razão, de acordo com a presente invenção, cada eixo é dividido em vários segmentos de eixo mais curtos, sendo que os segmentos do eixo são executados para serem axialmente escorados sob tração no núcleo do eixo. Para o escoramento axial, de preferência, em uma extremidade do segmento do eixo está apoiado de modo girável um elemento giratório axialmente fixado que possui de modo resistente à torção uma rosca externa que engrena em uma rosca interna no núcleo do segmento do eixo vizinho. Além disso, o segmento do eixo pode em uma extremidade possuir um elemento giratório com a rosca externa, e na outra extremidade, a rosca interna no núcleo. Também podem estar previstos segmentos de eixo que possuem estes elementos giratórios com rosca externa em ambas as extremidades e que são unidos com segmentos do eixo que possuem as respectivas roscas internas no núcleo em ambas as extremidades.

[0017] No núcleo do eixo dos segmentos do eixo é previsto preferencialmente um furo axial ou um desbaste semelhante para poder manipular o elemento giratório. Para tal, o elemento giratório pode possuir no seu lado voltado ao desbaste axial do segmento de eixo um polígono ou um desbaste poligonal, por exemplo, um desbaste hexa-gonal ou pino hexagonal, que é manipulado através de uma barra introduzida no furo axial do núcleo do eixo que na extremidade possui o respectivo polígono oposto. No lugar de um desbaste poligonal ou de um pino poligonal pode também ser previsto no elemento giratório um outro desbaste de manipulação ou uma outra saliência de manipulação que é manipulada através de uma barra introduzida no furo axial no núcleo do eixo que na sua extremidade tem a configuração correspondente.

[0018] Cada segmento de eixo com os elementos fixados nele de modo resistente à torção é unido de modo resistente à torção ao segmento de eixo vizinho. Para tal existe entre dois segmentos de eixo uma junção com fecho devido à forma de modo resistente à torção, por exemplo, um recorte dentado ou cunha dentada na circunferência externa da extremidade do núcleo do eixo onde é apoiado o elemento giratório, sendo que a dentadura na circunferência externa coopera com um recorte dentado ou cunha dentada em um furo lateral na extremidade do segmento de eixo vizinho, onde está prevista a rosca interna onde a rosca externa engrena no elemento giratório do segmento de eixo vizinho.

[0019] O elemento combinado com um segmento de trabalho e pelo menos um segmento de transportador helicoidal e/ou pelo menos um outro segmento de trabalho pode ser feito inteiriçamente com o núcleo do eixo do segmento de eixo. Porém, também é possível executar o núcleo helicoidal do segmento de eixo para um encaixe de modo resistente à torção de um ou vários elementos combinados.

[0020] Devido aos elementos combinados inteiriços de acordo com a presente invenção, a resistência à flexão dos eixos em um determinado comprimento é essencialmente elevado, de modo que forças transversais que surgem são mais bem distribuídas sobre uma face lateral maior e o desgaste, por conseguinte, é reduzido. Além disso, de acordo com a presente invenção, o número das peças é reduzido o que tem um efeito vantajoso sobre o estoque e a montagem de des-montagem. Além disso, podem ser integrados segmentos de trabalho curtos, por exemplo, segmentos de trabalho com um comprimento inferior a metade do diâmetro do transportador helicoidal, e também aqueles que não fazem parte do tipo, por exemplo, por causa do comprimento construtivo e/ou da posição de encaixe. Erros de encaixe podem ser evitados com segurança também em disposições complicadas. Também o número dos pontos de vedação é reduzido drasticamente, e o espaço de processo é radialmente estanque em um determinado comprimento da máquina para um eixo interior.

[0021] A extrusora de acordo com a presente invenção pode ser executado como uma extrusora de dois eixos. Preferencialmente, porém, ele possui três ou mais eixos dispostos em um espaço oco na caixa da extrusora em um círculo ou arco de círculo com o mesmo ângulo central.

[0022] A seguir, a presente invenção é explicada detalhadamente com a ajuda dos desenhos anexados. Eles mostram: a figura 1 mostra um corte longitudinal através de uma extrusora de vários eixos; a figura 2 mostra uma seção transversal ao longo da linha II - II na figura 1; as figuras 3 e 4 mostram uma vista lateral e uma vista frontal de um segmento de transportador helicoidal e segmento de trabalho combinado; as figuras 5 e 6 mostram uma vista lateral e uma vista frontal de um elemento combinado de acordo com a figura 1, porém, com um segmento de trabalho curto e uma outra parede frontal; as figuras 7 e 8 mostram uma vista em perspectiva ou vista frontal de um elemento combinado formado por um segmento de bloco de amassar com um passo e um segmento de bloco de amassar com um passo oposto; a figura 9 mostra uma seção transversal através de uma extrusora de dois eixos com segmentos helicoidais que em toda a circunferência engrenam estreitamente um no outro; a figura 10 mostra um corte longitudinal através de um segmento de eixo com um elemento combinado executado inteiriçamente com ele; a figura 11 mostra uma vista da extremidade direita do segmento de eixo de acordo com a figura 10; a figura 12 mostra uma vista que corresponde à figura 11, porém, de um segmento de eixo com um elemento combinado encaixado sobre o núcleo do eixo; a figura 13 mostra uma seção transversal ao longo da linha XIII-XIII na figura 11; a figura 14 mostra um corte longitudinal através de um eixo de vários segmentos de eixo com elementos combinados montados.

[0023] De acordo com as figuras 1 e 3, uma extrusora possui em uma caixa 1 um espaço 2 que se estende ao longo de um círculo 3. No espaço 2 um grande número de eixos 4 estão dispostos axialmente paralelamente em torno de um núcleo 5. A caixa 1 é fechada nos lados frontais com placas terminais 6 e 7. Os eixos 4 que atravessam a placa terminal 6 são acionados no mesmo sentido por um acionamento não mostrado. A abertura de entrada de material leva a referência 8, e a abertura de saída de material 9 encontra-se na placa terminal 7.

[0024] Em cada eixo 4 estão encaixados de modo resistente à torção, por meio de um recorte dentado, vários elementos 11, 12, 13, 14. Ao passo que os elementos 11 e 13 são um segmento de transportador helicoidal, o elemento 12 é formado por um segmento de transpor- tador helicoidal 15 e um bloco de amassar 16, e o elemento 14 é um segmento de transportador helicoidal 17 com um passo maior do que os elementos de transportador helicoidal 11 e 13 e com um curto segmento helicoidal 18 com passo aposto. O segmento de bloco de amassar 16 e o segmento helicoidal 18 curto com passo oposto são segmentos de trabalho.

[0025] No lado interno da caixa 1 e no núcleo 5 são previstos des-bastes 19 ou 20 paralelos ao eixo, em forma de segmentos de círculo, onde engrenam os segmentos de transportadores helicoidais 11 e 13 e os elementos combinados 12 e 14 com uma folga pequena, isto significa, de maneira amplamente estanque. Ao mesmo tempo, os segmentos de transportadores helicoidais 11 e 13 e os elementos combinados 12 e 14 engrenam relativamente estreitamente um no outro.

[0026] Nas figuras 3 e 4 bem como 5 e 6 são mostrados dois outros elementos combinados 22, 23 de um segmento de transportador helicoidal 24 ou 25 e um segmento de trabalho 26 ou 27, respectivamente formados por um segmento helicoidal com passo maior do que o do segmento de transportador helicoidal 24 ou 25, sendo que o segmento de trabalho 27 é mais curto do que o segmento de trabalho 26.

[0027] As figuras 7 e 8 mostram um elemento combinado 28 que consiste em um segmento de bloco de amassar 29 de discos de carnes que, como indica a linha pontilhada 29’, estão dispostos com uma direção de passo que corresponde a um elemento de transportador helicoidal, e de um segmento de bloco de amassar 30 de discos de carnes que, como indica a linha pontilhada 30’, estão com uma direção de passo oposta. Isto significa que nesta forma de execução dois segmentos de bloco de amassar 29 e 30 são combinados como segmentos de trabalho de funções diferentes para formarem um elemento 28.

[0028] Como mostra a figura 9, dois elementos combinados 22 que engrenam um no outro possuem uma face frontal 10 que é limitada pelos arcos de círculo A-B, E-F e A-E. O arco de círculo A-B possui um diâmetro que corresponde ao diâmetro helicoidal D, o arco de círculo E-F possui um diâmetro que corresponde ao diâmetro do núcleo helicoidal d, e o arco de círculo A-E possui um diâmetro, cujo raio corresponde á distância dos eixos Ax dos dois elementos combinados 22 (vide EP-B-0002131). Do mesmo modo é executada a face frontal 10 dos elementos combinados 22 e 28 de acordo com as figuras 3 e 4 ou 7 e 8.

[0029] O elemento combinado 23 de acordo com a figura 5 e 6 possui também uma face frontal 20 que é limitada pelos arcos de círculo A-B, E-F’ e A-E, porém adicionalmente através do arco do círculo 32 que corresponde a um semicírculo com o diâmetro do núcleo helicoidal.

[0030] Através das faces frontais dos elementos combinados formadas por estes arcos de círculo, a equipação dos eixos é simplificada consideravelmente, uma vez que os elementos apenas precisam ser encaixados de tal modo que suas faces frontais se alinham uma com a outra.

[0031] Cada eixo 4 é dividido em diversos segmentos de eixo curtos que podem ser realizados de modo diferente. Assim sendo, no segmento de eixo 33 de acordo com a figura 10 e 11, o núcleo do eixo 37 e o elemento combinado 36 mostrado de modo esquematizado são feitos inteiriçamente, ao passo que nos segmentos de eixo 34, 35 de acordo com a figura 12 e 14 os elementos combinados 36 mostrados de modo esquematizado estão encaixados no núcleo do eixo 37 por meio de uma cunha dentada 38 de modo resistente à torção.

[0032] Os segmentos de eixo 33, 34, 35 são executados de modo que podem ser axialmente escorados sob tração no núcleo do eixo 37.

Para tal, em uma extremidade de cada segmento de eixo 33, 34, 35, em um desbaste axial 39 no núcleo do eixo 37, é apoiado de modo girável um elemento giratório 41 cilíndrico. Na sua extremidade que se projeta para fora do desbaste axial 39 o elemento giratório 41 possui uma rosca externa 42.

[0033] Para a fixação axial do elemento giratório 41 é previsto um anel de arame 43 que por um lado engrena em uma ranhura circunfe-rencial 44 no desbaste axial 39 cilíndrico no núcleo do eixo 37, e por outro lado, em uma ranhura circunferencial 45 na circunferência externa do elemento giratório 41 cilíndrico.

[0034] O anel de arame 43, como mostra a figura 13, é formado, inserindo através de um furo tangencial 48 no núcleo do eixo 37, pelo lado, um arame entre as ranhuras circunferenciais 44, 45.

[0035] Como mostra a figura 10, para unir os segmentos de eixo, na outra extremidade do segmento de eixo 33 no núcleo do eixo 37 é prevista uma rosca interna 49 coaxial, onde pode ser aparafusada a rosca externa coaxial 42 do segmento de eixo 33 vizinho.

[0036] A fim de aumentar a resistência à flexão, na extremidade do segmento de eixo 33 onde está disposto o elemento giratório 41, o núcleo do eixo 37 projeta-se axialmente, sendo que o pivô axial formado pela extremidade de núcleo do eixo 46 protuberante é encaixado em um desbaste axial 47 na extremidade do segmento de eixo 33 vizinho, sendo que no lado interno do desbaste axial 47 é previsto o desbaste axial com a rosca interna.

[0037] Para a manipulação do elemento giratório 41, o núcleo do eixo 37 possui um furo axial contínuo ou um desbaste semelhante 51. O elemento giratório 41 pode ter, por exemplo, um desbaste hexago-nal 52 onde é encaixado um hexágono não mostrado em uma barra que é introduzida através do furo axial 51, a fim de girar o elemento giratório 41 e desse modo, ou aparafusar ou desparafusar a rosca ex- terna 42 na rosca interna 49 do segmento de eixo 33 vizinho, a fim de unir ou separar os segmentos de eixo vizinhos. Cada segmento de eixo 33 é executado de modo resistente à torção com o segmento de eixo vizinho. Para tal, de acordo com a figura 11, uma dentadura de cunha 53 é prevista no pivô 46 que engrena em uma dentadura de cunha 50 no desbaste axial 47 do segmento de eixo 33 vizinho. Na forma de execução de acordo com a figura 12 é usado para tal a cunha dentada 38 no núcleo do eixo 37 usada para os elementos 36.

[0038] Na figura 14 a direção de extrusão é indicada com a seta 54. A direção para a montagem do eixo dos segmentos de eixo 34, 35 corresponde também à direção da seta 54, ao passo que a direção de desmontagem é contrária à seta 54. É óbvio que as extremidades dos segmentos de eixo 34, 35, relativo à direção de extrusão 54, possuem cada vez na extremidade fluxo acima o elemento giratório 41.

REIVINDICAÇÕES

Claims (2)

1. Extrusora para o processamento e/ou acabamento contínuo de materiais de livre fluxo compreendendo pelo menos dois eixos (4) girando no mesmo sentido e que estão equipados com segmentos do transportador helicoidal (11, 13, 15, 24, 25) segmentos de trabalho (16, 18, 26, 27, 29, 30) que engrenam uns nos outros e que são guiados dentro de desbastes em forma de segmento de círculo da caixa da extrusora, paralelamente aos eixos (4), em que os segmentos de trabalho (16, 18, 26, 27, 29, 30), que são formados por um elemento helicoidal (26, 27) com um passo maior do que os segmentos do transportador helicoidal (11, 13, 15, 24, 25), um elemento helicoidal de refluxo (18) com uma direção de passo oposta, um bloco de amasso (16, 29, 30), um blister ou um disco dentado uma expansão maior entre os dois eixos, formam, com um segmento do transportador helicoidal (15, 24, 25) e/ou um outro elemento de trabalho (30, 29), elementos combinados inteiriços (12, 14, 22, 23, 28, 36), e em que o elemento combinado (12, 14, 22, 23, 28, 36) apresenta um comprimento maior que o diâmetro do transportador helicoidal (D), caracterizado pelo fato de que as faces frontais (10, 20) dos elementos combinados (12, 14, 22, 23, 28, 36) são limitadas por arcos de círculo (A-B, E-F e A-E) que correspondem ao diâmetro do transportador helicoidal (D), ao diâmetro do núcleo do transportador helicoidal (d) e, no máximo, à distância (Ax) de eixo dos eixos (4), em que os elementos combinados (12, 14, 22, 23 28, 36) são encaixados de tal forma nos eixos (4), que as faces frontais (10,20) limitadas pelos arcos de círculo (A-B, E-F e A-E) se alinham uma com as outras.

2. Extrusora de acordo com qa reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento combinado (14, 22, 23, 28) tem duas roscas.