BRPI0721747B1 - aparelho e método para a produção de tubos de plástico com moléculas biorientadas - Google Patents

Abstract

aparelho e método para a produção de tubos de plástico com moléculas bi-orinetadas. o aparelho é constituído por um molde (1, 17, 14), formado por um corpo central (14), uma primeira cabeça (1) e uma segunda cabeça (17). ligadas em lados opostos do corpo central (14), assim como tendo uma guia rígida e ferfurada (5), centrada axialmente no interior do molde (1,17,14), onde o tubo modelo (10) é ligado longitudinalmente. esta guia apresenta orifícios (9) para a passagem de um fluido de expansão (18), que provoca a expansão do tubo modelo (10) contra as paredes internas do molde (1,17,14), sem qualquer permuta de calor entre o tubo modelo (10) e o molde (1,17,14).

Description

(54) Título: APARELHO E MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS (73) Titular: MOLECOR TECNOLOGIA, S.L., Sociedade Espanhola. Endereço: C/ ROSA MONTERO, 36. E-28529, RIVAS VACIAMADRID, ESPANHA(ES) (72) Inventor: MUNOZ DE JUAN.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 21/11/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 21/11/2018

Assinado digitalmente por:

Alexandre Gomes Ciancio

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

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APARELHO E MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”.

CAMPO TÉCNICO [001] O campo de aplicação desta invenção é o dos processos de fabricação de tubos ou perfis tubulares de plástico com moléculas biorientadas, e, mais especificamente, dos processos englobados na categoria de sistemas descontínuos ou em lotes”.

[002] A presente invenção refere-se a um aparelho e ao método de fabricação de tubos plásticos com moléculas biorientadas, destinados principalmente à fabricação de tubos, elementos de sinalização e elementos estruturais leves.

[003] O objeto da presente invenção consiste em formar tubos de plástico com moléculas orientadas segundo um processo de execução simples, rápido e eficiente em termos energéticos, totalmente por meio de gases, o que possibilita reduzir o custo do aparelho necessário para que o produto final chegue ao mercado a um preço muito mais competitivo.

[004] O aparelho baseia-se em um molde especialmente projetado, que inclui uma série de acessórios, quer interna, quer externamente, bem como um sistema de expansão, um sistema de refrigeração e um sistema de vácuo, sincronizados, de forma a permitir a execução do método correspondente para a produção de um tubo ou perfil tubular com moléculas biorientadas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [005] A orientação bimolecular é um processo mediante o qual, aplicando uma deformação mecânica a um tubo ou modelo previamente extrudado, em condições adequadas de temperatura, pressão, velocidade de deformação e raio de deformação, ocorre uma modificação substancial das suas propriedades mecânicas, principalmente da tensão (sigma) do material, da resistência do impacto, da evolução da deformação

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2/ 14 permanente, da resistência à propagação de fissuras, da melhoria do módulo de elasticidade (Módulo de Yang), etc.

[006] Graças ao referido processo de moléculas orientadas, obtém-se a produção de um tubo ultrarresistente, com menos matéria prima e com características idênticas ou superiores, devido à melhor resistência do material.

[007] Para reforçar tangencialmente o tubo que está na direção em que se pretende reforçar o material para suportar a pressão, o tubo previamente extrudado deve ser expandido radialmente, o que aumenta consideravelmente o seu diâmetro.

[008] Existem diversos sistemas para a fabricação de perfis tubulares, os quais podem ser agrupados em duas grandes categorias: sistemas contínuos ou lineares, e sistemas descontínuos ou em lotes”.

[009] Tendo em conta que o aparelho e o método da presente invenção pertencem à segunda categoria acima mencionada, far-se-á principalmente alusão aos sistemas descontínuos ou em lotes”, que consistem em processos que produzem moléculas orientadas elemento por elemento”, com base na expansão de um modelo tubular em um molde que confere a forma definitiva ao perfil tubular.

[010] Existem numerosos documentos de patente que revelam variantes desse tipo de sistema ou método, entre eles, os abaixo citados e comentados.

[011] Segundo o método previsto no documento WO 98/13190, o tubo quente é preso nas extremidades do molde, dentro de uma manga apertada, submetida a pressão interna, para que, em uma primeira fase, o tubo adira às paredes da manga, com uma temperatura similar à temperatura de orientação, e, posteriormente, em uma segunda fase, seja possível remover a manga por deslizamento axial, de modo que o tubo plástico se expanda radialmente e adira às paredes do molde, que se

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3/ 14 encontram frias, atingindo-se, assim, o arrefecimento do tubo por contato com o referido molde frio.

[012] As principais características do método previsto no referido documento WO 98/13190 consistem no fato de o molde ser composto por dois corpos concêntricos, que deslizam um dentro do outro, realizando-se a expansão em duas fases, e produzindo-se o arrefecimento por contato com as paredes do molde.

[013] O documento US 4.340.344 refere-se a um molde para a fabricação de tubos de material termoplástico, através da expansão radial de uma préforma, por meio de uma pressão interna até encontrar a parede interna do molde. Segundo o método previsto neste documento, o tubo é introduzido em um molde simétrico, aquecido pela passagem de água quente no interior e no exterior do modelo plástico, e, quando é atingida a temperatura de orientação, a pressão interna aumenta e o modelo se expande no molde.

[014] O tubo é arrefecido como no caso anterior (por contato com o molde), ao se expandir, ou seja, externa e indiretamente, com a característica especial de o molde ter sido aquecido previamente com a água utilizada para aquecer o tubo de plástico, e depois, o molde ser arrefecido para esfriar o tubo de plástico, processo este que determina uma eficiência energética muito fraca.

[015] No primeiro documento acima citado, o método ocorre em moldes formados por sistemas com atuações e mecanismos internos relativamente complexos, de modo que, no seu funcionamento normal, e devido ao fato de os moldes serem concêntricos e se deslocarem axialmente, ditos moldes atingem o dobro de seu comprimento, resultando em um sistema dispendioso, e que exige um considerável espaço. Além disso, a manga interna que suporta o tubo plástico modelo deve estar quente, razão pela qual é necessário que haja uma recirculação do fluido quente de

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4/ 14 temperagem ou um sistema de resistências elétricas e respectivas ligações, o que torna o molde ainda mais complexo.

[016] Adicionalmente, o molde do primeiro método acima mencionado é sempre mantido frio, graças a um banho externo de fluido de refrigeração, ao mesmo tempo em que o arrefecimento do tubo plástico já moldado ocorre indiretamente através deste molde, por contato, o que proporciona um sistema de energia ineficiente, além de ser desvantajoso no que se refere ao tempo de processamento, dado que, como o plástico tem um coeficiente de dilatação superior ao do metal, ocorre quase de imediato uma contração; por conseguinte, a separação entre o molde e o plástico prejudica substancialmente a transmissão do calor por contato. A expansão ocorre em pelo menos duas fases, em um processo lento, que depende do deslocamento da manga móvel.

[017] Por outro lado, no método previsto no segundo documento acima citado, a eficiência calorífica é ainda pior, uma vez que o molde é aquecido e arrefecido cada vez que um tubo é processado, o que implica em um elevado custo de energia, bem como em uma fraca eficiência, já que, tal como no caso anterior, o arrefecimento se dá por contato. Neste método, o tubo é introduzido frio, servindo o molde tanto de elemento de aquecimento como de molde propriamente dito, com numerosos orifícios que permitem a rápida evacuação do fluido que serviu previamente para aquecer o tubo, o que torna a execução do molde mais dispendiosa.

[018] Outro documento do estado da técnica é o WO 98/56567, referente a um processo orientado de fabricação de tubos de plástico, que prevê um meio de segurar o modelo tubular e que possui um sistema de evacuação por microporos de um fluido que aquece o modelo tubular, tendo o molde uma manga intermediária, cuja finalidade é aquecer e subsequentemente arrefecer o molde do tubo.

[019] A patente US 4.530.811 divulga um processo de produção de uma

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5/ 14 pré-forma tubular em material termoplástico, adequado para moldagem, para a formação de recipientes através de um processo de rolamento, em que o material faz parte de um tubo que é orientado axialmente como resultado de uma redução da espessura das paredes, pela aplicação de uma pressão exterior que faz com que o material flua.

[020] A patente JP 9136325 divulga um sistema e um método para o controle de um molde para moldagem por sopro, sistema e método estes que se baseiam na introdução de vácuo em uma câmara externa ao molde, que é ligada à câmara interna utilizando arejadores. O molde é posteriormente arrefecido pela introdução de água de refrigeração na referida câmara externa.

[021] A patente US 6.099.285 descreve um processo e um aparelho de moldagem em que uma resina termoplástica fundida é adaptada a uma superfície de moldagem de um molde, sob uma determinada pressão, sendo, depois, curada a fim de obter um produto moldado.

[022] Além desses documentos, citam-se ainda os documentos JPH06174093 eJPH09136325.

[023] O documento JPH06174093 refere-se a um método de moldagem por sopro de um elastômero termoplástico, em cujo correspondente aparelho o material a ser moldado, previamente aquecido, sofre expansão radial em virtude da introdução de um fluido de pressão através de um mandril de sopro presente internamente em posição axial. No final do ciclo, após o resfriamento do molde, a matriz é aberta para retirada do objeto resultante.

[024] E o documento JPH09136325 revela um equipamento de moldagem por sopro, com controle de temperatura, possuindo uma câmara de temperagem, na qual são fornecidos fluidos quente ou frio, por meio de um tubo composto por uma pluralidade de orifícios de descarga. O corpo de molde compreende diversos orifícios, conectados a uma fonte de vácuo, a

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6/ 14 qual comunica o interior do molde ao exterior, visando formar passagens para desaeração da câmara.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO [025] O aparelho e o método de produção de tubos plásticos que constituem o objeto da presente invenção tornam possível resolver os problemas e inconvenientes mencionados na seção anterior, permitindo uma orientação molecular simples, rápida e eficiente em termos de energéticos, sendo que dito aparelho apresenta-se muito menos sofisticado e dispendioso do que os aparelhos convencionais, reduzindo significativamente os custos e os tempos de processamento, assim como o custo do equipamento necessário, e fazendo com que estes produtos cheguem ao mercado a um preço mais competitivo.

[026] Uma das vantagens deste aparelho reside no fato de permitir a produção de tubos sem necessidade de utilizar líquidos, visto que foi preferencialmente concebido para fluidos gasosos.

[027] Mais especificamente, o aparelho da presente invenção é constituído por um molde especial para a moldagem do perfil tubular ou tubo plástico, molde este que atua apenas como uma forma, a uma temperatura constante, e com a possibilidade de evitar a permuta de calor entre os referidos molde e tubo plástico.

[028] O molde é temperado constantemente com o calor exterior ou pelos elementos de refrigeração ligados ao mesmo por meio de tubos. O molde inclui cabeças com extremidades separadas, ligadas ao corpo central, que fixam o tubo plástico quando este entra no molde, a partir de agora denominado tubo modelo”, e, graças ao seu deslocamento, permite extrair o tubo já tratado, a partir de agora denominado tubo orientado”.

[029] Cada uma dessas cabeças pode ter aberturas separadas, com diferentes diâmetros em superfícies opostas, de modo que a abertura de menor diâmetro permite a entrada guiada do tubo modelo para o molde,

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7/ 14 em um sentido, e, uma vez formado o tubo orientado, após o deslocamento da cabeça no sentido oposto, a abertura de maior diâmetro permite a extração do tubo orientado. Esta característica da dupla abertura permite que a entrada do tubo modelo e a saída do tubo orientado ocorram com grande velocidade, facilitando consideravelmente o processo de manuseamento.

[030] As referidas cabeças incluem também uma entrada utilizada para gerar vácuo, e que permite, antes da moldagem, expandir o tubo modelo e facilitar a extração suave e muito rápida dos tubos moldados, sem necessidade de elementos mecânicos fortes. O molde tem uma redução significativa de entradas ou orifícios, comparativamente com os outros sistemas que utilizam um líquido como fluido de expansão, e existe uma multiplicidade de orifícios ao longo do molde, destinados a facilitar a evacuação do líquido, que pode ser confinado à parede do tubo moldado.

[031] É prevista a inclusão no molde de uma guia rígida, perfurada, de preferência com um comprimento ligeiramente menor que o comprimento total do molde, e centrada axialmente, para que possa desempenhar a dupla missão de:

a) servir de suporte ao tubo modelo e evitar que este toque as paredes do molde durante a sua introdução e que ocorra um deslocamento devido a uma fixação deficiente; e

b) permitir uma determinada distribuição da capacidade de fluxo, que deve servir não só para a expansão, como também para o arrefecimento interno do tubo durante o processo de moldagem; esta guia pode também ser temperada à temperatura pretendida.

[032] Além disso, no molde, e, em especial, nas cabeças, foram previstos meios mecânicos para prender o tubo modelo e outros meios para a entrada e saída do fluido de expansão/refrigeração, assim como detectores da presença do tubo e outros elementos que facilitam o processo.

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8/ 14 [033] O molde pode conter pequenos orifícios, que permitem o duplo efeito de arrefecerem externamente o tubo já orientado com uma almofada de ar, que circula entre o tubo orientado e o molde, facilitando, assim, a extração do tubo orientado. Estes orifícios encontram-se no corpo central do molde e correspondem a um coletor cilíndrico pouco largo, que estabelece a comunicação com o exterior. Este coletor, ao contrário de outras soluções já conhecidas, é muito mais estreito, devido à existência, neste caso, de um número consideravelmente menor de orifícios.

[034] O tubo modelo que é introduzido no molde através de uma das extremidades, assenta internamente na geratriz exterior da guia inscrita no tubo modelo, e é introduzido longitudinalmente, sem possibilidade de erro, até o fundo do molde, para, em seguida, servir de fixação da primeira cabeça ou cabeça de entrada/saída do molde. O tubo modelo entra a quente, a uma temperatura que permite a sua orientação ao ser deformado, sem que ocorra qualquer permuta de calor entre o tubo e a parede do molde durante a expansão do tubo modelo, razão pela qual não há qualquer variação de temperatura no tubo modelo.

[035] O método de produção de tubos utilizando este aparelho baseia-se nas seguintes etapas operacionais:

- introdução do tubo modelo no molde, através da pequena abertura definida na primeira cabeça; o referido tubo modelo tem de ser previamente aquecido em um aparelho de aquecimento a seco, sem umidade, à mesma temperatura que a do molde, a fim de evitar trocas caloríficas entre o tubo modelo e a parede do molde, e de melhorar substancialmente os tempos de processamento, principalmente quando comparados com o método previsto no documento US 4.340.344, que aquece o tubo modelo no molde; a introdução ocorre de modo a incluir a guia interna, que está confinada ao referido tubo modelo, dita guia servindo, portanto, como referência, a fim de evitar deformações ou pregas,

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9/ 14 que podem surgir pelo fato de o tubo modelo ser de plástico passível de deformação;

- fechamento da abertura da cabeça que corresponde à extremidade do molde por onde foi introduzido o tubo modelo, e ativação dos meios para prender o tubo modelo, de modo a ficar este último perfeitamente fixado e imobilizado no interior do molde;

- criação de vácuo no espaço limitado pelo interior do molde e o exterior do tubo modelo;

- aplicação, através de um sistema de bombeamento ou de um tanque pressurizado, de um fluido de expansão no interior do tubo modelo, sempre à mesma temperatura que este, a fim de produzir a sua expansão contra as paredes do molde; o fluido é aplicado através da segunda cabeça, ou da cabeça oposta à de entrada/saída do tubo, e o fluido chega ao interior do modelo de plástico através dos orifícios definidos na guia, com uma distribuição adequada, de modo que a expansão possa ocorrer de forma controlada;

- aplicação, no interior do tubo de plástico expandido, de um fluido de refrigeração, de preferência, através de um sistema de bombeamento ou de um tanque pressurizado, e saída simultânea do fluido, a fim de permitir o fluxo contínuo do referido fluido de refrigeração e a sua interação direta contra as paredes internas do tubo expandido, mantendo sempre uma pressão interna capaz de impedir a retração do plástico para a sua forma inicial; a aplicação deste fluido de refrigeração ocorre de forma regular e controlada, através dos orifícios da guia, convenientemente distribuídos para permitir uma incidência regular e eficaz do tubo na superfície interna do molde; simultaneamente, e fazendo uso das propriedades naturais do plástico pelo arrefecimento, é causada uma corrente laminar entre as paredes interna do molde e o tubo moldado, provocada pelo fluido de refrigeração, que poderia acelerar o processo de refrigeração, introduzindo

Petição 870180012786, de 16/02/2018, pág. 20/34 i( 14 o referido fluido através de furações definidas no molde para esse efeito;

- despressurização e/ou esvaziamento do interior do tubo orientado, depois de arrefecido, ligando o interior do referido tubo orientado ao ambiente, ou a um tanque acumulador; e

- abertura da primeira cabeça na sua dimensão máxima e aplicação de um fluido lubrificante, que é injetado por pressão pela segunda cabeça e/ou coletor, de modo a conseguir a extração rápida e eficaz do tubo orientado, devendo tal introdução ou injeção pressurizada do lubrificante provocar um efeito amortecedor entre o molde e o tubo orientado, a fim de reduzir as forças de extração.

[036] Considera-se preferencialmente que o fluido de expansão e/ou o fluido de refrigeração e/ou o fluido lubrificante sejam gases.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [037] A complementar a presente descrição, de modo a se obter uma melhor compreensão das características da invenção, de acordo com um exemplo preferencial da realização prática do mesmo, um conjunto de desenhos acompanha este relatório, o qual faz parte integrante da referida descrição, e no qual, de maneira exemplificada e não limitativa, foi representado o seguinte:

- a Figura 1 é uma seção longitudinal do aparelho para a fabricação de tubos ou perfis tubulares com moléculas biorientadas; e

- a Figura 2 é uma perspectiva da sequência das etapas do processo de fabricação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA REALIZAÇÃO PREFERENCIAL DA INVENÇÃO [038] A presente patente de Invenção refere-se a um APARELHO E

MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM

MOLÉCULAS BIORIENTADAS”.

[039] Como se pode visualizar na Figura 1, o aparelho segundo a presente invenção é composto por um molde completo, constituído por uma primeira

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11/ 14 cabeça (1), uma segunda cabeça (17) e um corpo central (14), associado, pelas suas extremidades, às referidas cabeças (1, 17). Nas cabeças (1, 17), são previstos meios de fixação (3) dispostos de modo a fixarem a posição do tubo modelo (10). São ainda previstos, nas referidas cabeças (1, 17), orifícios (8) que permitem a comunicação do interior do molde (1, 17, 14) com o exterior, a fim de ser aplicada igualmente pressão ou vácuo, e para introduzir um fluido de refrigeração (19) ou um fluido lubrificante (20). A primeira cabeça (1) tem um empanque de vedação (2) de dimensões reduzidas, ligado axialmente a uma das extremidades do tubo modelo (10). A segunda cabeça (17) apresenta um empanque de suporte (12).

[040] A Figura 1 mostra também que o aparelho incorpora uma guia rígida (5), perfurada, centrada axialmente no interior do molde (1, 17, 14), fixada por uma de suas extremidades ao empanque de suporte (12), e que se prolonga internamente entre as cabeças (1, 17) e o corpo central (14). Dita guia (5) possui diâmetro externo ligeiramente menor que o diâmetro interno do tubo modelo (10), para o acoplamento longitudinal deste à guia (5), a qual é dotada de orifícios (9) adaptados à passagem de um fluido de expansão (18), que provoca a expansão do tubo modelo (10) contra as paredes internas do molde (1, 17, 14). Dito empanque de suporte (12) é provido de uma abertura (16) adaptada para a admissão do fluido de expansão (18) e/ou do fluido de refrigeração (19) para o interior da guia (5).

[041] O aparelho tem ainda uma câmara de temperagem (13), confinada entre a manga (4) e a superfície externa do corpo central (14). No referido corpo central (14), estão definidas furações (7) que estabelecem a comunicação entre o interior do molde (1, 17, 14) e o exterior, através de um coletor (6).

[042] O aparelho inclui um sistema de bombeamento conectado ao interior do tubo plástico expandido através dos orifícios (9) da guia (5) e adaptado

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12/14 para aplicar fluido de refrigeração (19) através dos orifícios (9) da guia (5). [043] Com relação ao método para moldar o tubo orientado (10') a partir do tubo modelo (10), são previstas as seguintes etapas:

a) Etapa 1: Conforme se observa na Figura 2.1, após a remoção do empanque de vedação (2), o tubo modelo (10) é introduzido através da primeira cabeça (1), até atingir a segunda cabeça (17), quando então fecha-se a primeira cabeça (1) com o empanque de vedação (2) e acionamse os meios de fixação (3), estando o tubo modelo (10) fixado em ambas as extremidades. Conforme também se observa na Figura 2.1, o tubo modelo (10) é introduzido em sentido longitudinal, adaptado externamente à guia perfurada (5), cujo diâmetro externo é ligeiramente menor que o diâmetro interno do tubo modelo (10). Para não alterar a temperatura do tubo modelo (10), a guia perfurada (5) pode ser previamente aquecida através da passagem de fluido quente, ou por meio de circuitos internos definidos para essa finalidade, e não representados graficamente.

b) Etapa 2: Em seguida, e conforme observado na Figura 2.2, um fluido de expansão (18) entra através da abertura central (16) prevista no empanque de suporte (12), e é conduzido através do interior da guia perfurada (5), para sair depois, e uniformemente distribuído, através dos orifícios (9) da mesma, provocando a expansão do tubo modelo (10), que atinge as paredes internas do molde (1, 17, 14), adotando a geometria deste último. Simultaneamente, e como medida de apoio para evitar a acumulação de ar entre o molde (1, 17, 14) e o tubo modelo (10), é gerado vácuo no interior da câmara criada entre ambos, através dos orifícios (8) abertos nas cabeças (1, 17) e através das furações (7) e do coletor (6).

c) Etapa 3: Uma vez expandido o tubo, conforme observado na Figura 2.3, é introduzido um fluido de refrigeração (19) através da abertura central (16) do empanque de suporte (12), o qual penetra na guia (5) e é, depois, projetado uniformemente, através de seus orifícios (9), para as paredes

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13/14 internas do tubo já expandido, ou tubo orientado (10'). Para que haja circulação e uma passagem contínua do fluido de refrigeração, o mesmo deve comunicar com o exterior, através da abertura (15) do empanque de vedação (2), regulando previamente a pressão de saída. Deste modo, gerase uma corrente de entrada e saída do fluido de refrigeração, cuja permuta de calor com o tubo orientado (10') produz um arrefecimento do seu interior. Este arrefecimento direto pressupõe uma diferença considerável em relação aos sistemas conhecidos, uma vez que é muito mais eficiente em termos de tempos de processamento e de fluido de refrigeração. Adicionalmente, para aumentar a velocidade do processo, pode ser provocada uma nova corrente de refrigeração entre as paredes externas do tubo orientado (10') e o molde (1, 17, 14), graças à entrada e saída de fluido refrigerante através dos orifícios (8) e das furações (7).

d) Etapa 4: Após um tempo de arrefecimento suficiente para que o tubo orientado (10') passe do estado plástico para o estado sólido, a primeira cabeça (1) onde o tubo modelo (10) foi introduzido desloca-se, conforme observado na Figura 2.4, para remover o tubo orientado (10') e repetir o ciclo. Adicionalmente, devido à introdução de fluido lubrificante (20) através dos orifícios (8) e das furações (7), é possível facilitar a extração do tubo orientado (10'), criando uma almofada de fluido entre o molde (1, 17, 14) e o tubo orientado (10'), o que pressupõe outro importante avanço na velocidade e facilidade de extração, comparativamente aos sistemas conhecidos.

[044] Entre as inovações da presente invenção, está o fato de o aparelho prever 3 (três) diferentes pontos de introdução do fluido de arrefecimento, notadamente: as furações (7) do corpo central 14, os orifícios (8) das cabeças (1, 17) e os orifícios (9) da guia (5), o que proporciona um resfriamento melhor e mais rápido, refrigerando as faces interna e externa do tubo ao mesmo tempo. Além disso, devido à contração do plástico

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14/14 depois de arrefecido, um canal de fluxo de ar é formado entre a parede interna do molde e a face externa do tubo, mediante a introdução do fluido de refrigeração através das furações (7) e/ou dos orifícios (8) e (9), o que contribui para um melhor resfriamento. Portanto, o fluido de refrigeração não é aplicado apenas no interior do tubo. Estas características são totalmente inovadoras, nunca tendo sido previstas em nenhuma das soluções até então conhecidas do estado da técnica.

[045] A solução da presente invenção é totalmente diferente das usuais, uma vez que o tubo é arrefecido esfriando tanto a parede interna como a parede externa do tubo. O resfriamento da parede externa do tubo é feito por meio da introdução do fluido de refrigeração através das furações (7) e dos orifícios (8) e (9), o que significa que o agente de arrefecimento está sempre em contato direto com a superfície a ser arrefecida, em vez de ter uma camada de metal, ou uma dupla camada de ar-metal, comprometendo a transferência térmica efetiva, atuando como isoladores térmicos diretamente relacionados com a transferência e a convecção do calor.

[046] De fato, após a expansão do tubo dentro do molde, o fluido de refrigeração é bombeado dentro do dito tubo, sendo que a aplicação do referido fluido de refrigeração propicia a contração do tubo e, assim, a formação de uma almofada de ar devido à contração natural do plástico. A referida almofada de ar é transformada em um fluxo de ar pela introdução do fluido refrigerante através das furações (7) e orifícios (8)/(9), que gera uma corrente de ar de resfriamento entre a face externa do tubo e a parede interna do molde. E este fluxo de ar não sai por furos ou aberturas, formando um segundo fluxo de refrigeração que propicia um resfriamento melhor e mais rápido do tubo.

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Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES

   1) APARELHO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, o qual compreende:

   - um molde no interior do qual um tubo orientado (10') é produzido a partir de um tubo modelo (10), por expansão, dito molde sendo formado por um corpo central (14), uma primeira cabeça (1) e uma segunda cabeça (17), ligadas em lados opostos do corpo central (14);

   - uma guia rígida e perfurada (5), centrada axialmente no interior do molde (1, 17, 14), e se estendendo entre as cabeças (1, 17) e o corpo central (14), guia esta que possui diâmetro externo ligeiramente menor que o diâmetro interno do tubo modelo (10), para o acoplamento longitudinal deste à guia (5), a qual é dotada de orifícios (9) adaptados à passagem de um fluido de expansão (18), que provoca a expansão do tubo modelo (10) contra as paredes internas do molde (1, 17, 14);

   - uma câmara de temperagem (13) confinada entre uma manga (4) e a superfície externa do corpo central (14);

   - furações (7) no referido corpo central (14), conectando-o com o exterior através de um coletor (6) adaptado para aplicar vácuo;

   - orifícios (8) nas referidas cabeças (1, 17), que comunicam o interior do molde (1, 17, 14) com o exterior e que são adaptados para aplicar pressão e vácuo e para introduzir fluido de refrigeração (19) ou fluido lubrificante (20); e

   - um sistema de bombeamento conectado ao interior do tubo plástico expandido através dos orifícios (9) da guia (5) e adaptado para aplicar fluido de refrigeração (19) através dos orifícios (9) da guia (5);

   caracterizado pelo fato de o aparelho compreender um empanque de suporte (12) acoplado à segunda cabeça (17), onde é fixada uma das extremidades da guia (5), dito empanque de suporte (12) sendo provido de

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   2 / 4 uma abertura (16) adaptada para a admissão do fluido de expansão (18) e/ou do fluido de refrigeração (19) para o interior da guia (5), sendo que as furações (7) são adaptadas para introduzir fluido de refrigeração (19) ou fluido lubrificante (20).
2. 2) APARELHO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a primeira cabeça (1) ter um empanque de vedação (2), de dimensões reduzidas, que é acoplado em direção axial a uma das extremidades do tubo modelo (10), depois de introduzido no molde.
3. 3) APARELHO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as cabeças (1, 17) terem meios de fixação (3) do tubo modelo (10).
4. 4) APARELHO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a primeira cabeça (1) ter aberturas opostas de diferentes tamanhos, sendo que a abertura menor é adaptada para permitir a introdução do tubo modelo (10), e a abertura maior é adaptada para facilitar a extração do tubo orientado (10'), quando a primeira cabeça (1) se move em relação ao corpo central (14).
5. 5) MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, que usa o aparelho descrito na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas:

   a) introdução do tubo modelo (10) através da primeira cabeça (1) em sentido longitudinal, ajustando sua superfície interna à superfície externa da guia perfurada (5);

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   b) fechamento do molde (1, 17, 14) pelo empanque de vedação (2) da primeira cabeça (1), e acionamento dos meios de fixação (3) que fixam o tubo modelo (10) em ambas as extremidades;

   c) introdução de fluido de expansão (18) através da abertura central (16) do empanque de suporte (12), para sua circulação através do interior da guia perfurada (5), e saída projetada através dos orifícios (9) para expansão do tubo modelo (10) que atinge as paredes internas do molde (1, 17, 14), e simultaneamente, criação de vácuo no interior da câmara criada entre o molde (1, 17, 14) e o tubo modelo (10), através dos orifícios (8) das cabeças (1, 17), e através das furações (7) e do coletor (6), de modo que o tubo modelo (10) adote a geometria do molde (1, 17, 14) devido à pressão do fluido de expansão (18);

   d) introdução do fluido de refrigeração (19) através da abertura central (16) do empanque de suporte (12), fluido este que, depois, penetra na guia (5), e é uniformemente projetado, através dos orifícios (9), nas paredes internas do tubo já expandido ou tubo orientado (10'), e saída do fluido de refrigeração (19) pelo empanque de vedação (2);

   e) introdução do fluido lubrificante (20) através dos orifícios (8) e das furações (7) para facilitar a extração do tubo orientado (10'), criando uma almofada de fluido entre o molde (1, 17, 14) e o tubo orientado (10'); e

   f) deslocamento da primeira cabeça (1) e extração do tubo orientado (10').
6. 6) MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de, antes da introdução do tubo modelo (10), dito tubo modelo (10) ser aquecido à mesma temperatura que a do molde (1, 17, 14).
7. 7) MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a guia perfurada (5) ser aquecida à mesma

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   4 / 4 temperatura do tubo modelo (10), antes da aplicação do fluido de expansão (18).
8. 8) MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o fluido de refrigeração (19) ser adicionalmente aplicado através dos orifícios (8) e furações (7).
9. 9) MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o fluido de expansão (18) e/ou o fluido de refrigeração (19) serem gases.
10. 10) MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE TUBOS DE PLÁSTICO COM MOLÉCULAS BIORIENTADAS”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o fluido lubrificante (20) ser um gás.

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