DK164809B

DK164809B - Fluidiseret vakuumtaetning til brug ved en overfoering af et kontinuerligt formet produkt fra en zone med undertryk til en zone med atmosfaeretryk, fremgangsmaade og apparat til fremstilling af et formet, opskummet produkt

Info

Publication number: DK164809B
Application number: DK492287A
Authority: DK
Inventors: Jean G Korb; Gustave A Gondran; Dwight J Miller
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1992-08-24
Also published as: FI874084A7; ES2031905T3; GR3004796T3; EP0260949B1; DE3779531T2; DK164809C; EP0260949A3; ATE76806T1; FI874084A0; CA1297248C; JP2533891B2; FI874084L; JPS63139723A; EP0260949A2; BR8704811A; NO873922D0; AU608533B2; DK492287A; NO873922L; DK492287D0

Description

i

DK 164809 B

Opfindelsen angår en vakuumtætning til brug ved en overforing af et kontinuerligt formet produkt fra en zone med undertryk til en zone med atmosfæretryk, en fremgangsmåde til fremstilling af en formet opskummet plade samt et apparat til brug ved 5 fremstillingen.

Det er kendt, at dannelsen af ekstruderede skumlegemer, såsom plader, planker og stave, kan forbedres ved benyttelse af et vakuumkammer, i hvilket ekspansionen af det kontinuerlige eks-10 truderede opskummelige materiale gennemføres ved undertryk.

Dette gør det imidlertid nødvendigt at fjerne det opskummede ekstrudat fra vakuumkammeret, og at gøre dette uden at påvirke det styrede miljø med undertryk i et sådant kammer har hidtil været et vanskeligt problem at løse.

15

En kendt løsning på dette problem er anvendelsen af et skråt barometrisk ben (eng.: inclined barometric leg), som muliggør kontinuerlig overføring af ekstrudatet fra et vakuumkammer ved benets top til atmosfæren, enten i uendelige lange stykker el-20 ler i adskilte stykker, uden at påvirke undertrykket inden i vakuumkammeret. Yderligere detaljer ved denne fremgangsmåde fremgår af US patent nr. 3.704.083 og 4.044.084.

En anden løsning på udtagningsproblemet fremgår af US patent 25 nr. 4.487.731. Denne løsning indebærer kontinuerlig ekstrude-ring af et opskummeligt materiale ind i et kammer eller en zone med undertryk, afskæring af det opskummede ekstrudat i stykker i kammeret med undertryk, overføring af de opskårne stykker til i et andet tilstødende kammer eller zone, som cyk-30 lisk veksler mellem undertryk og atmosfæretryk, idet overføringen tilvejebringes, når det andet kammer er udsat for undertryk. Herefter overføres det opskårne stykke fra det andet kammer til atmosfæren, når det andet kammer er udsat for at-mosmæretryk. Denne udtagningsprocedure kræver et stort antal 35 vakuumcykler per time for opnåelse af en ønsket produktionsmængde .

DK 164809 B

2 US patent nr. 4.486.369 angår kontinuerlig ekstrudering af et materiale, såsom skum, ind i et styret miljø, såsom et vakuumkammer eller zone med undertryk og afskæring af ekstrudatet i stykker inden i vakuumkammeret. De afskårne stykker tages ud 5 af vakuumkammeret ved at oplagre et antal afskårne stykker i et udtagningskammer eller zone med reduceret tryk og derefter overføre lageret fra udtagningskammeret til atmosfæren uden at påvirke undertrykket i vakuumkammeret. Denne udtagningsprocedure nedsætter antallet af nødvendige vakuumcykler på grund 10 af, at et antal afskårne stykker eller plader overføres til atmosfæretryk.

Et væsentligt problem alle løsningerne må overvinde er tætningen mellem zonen med undertryk og zonen med atmosfæretryk.

15

Selvom det skrå barometriske ben tilvejebringer en tætning for et kontinuerligt ved ekstrudering formet skumlegeme, har denne løsning den ulempe, at den ikke giver en visuel kontrol og en nærhedskontrol af nedstrøms udstyr på grund af den fysiske ad-20 ski Helse af ekstruderen og det nedstrøms procesudstyr. Denne mangel på visuel kontrol og nærhedskontrol skyldes den barometriske tunnel. Endvidere er vandniveauet i det barometriske ben en funktion af det benyttede undertryk.

25 Der eksisterer således stadig et behov for et tætningsmiddel til overføring af et kontinuerligt blandet produkt fra en zone med undertryk til en zone med atmosfæretryk, og som muliggør visuel kontrol og nærhedskontrol af nedstrøms udstyr. Endvidere er der et behov for en tætning, som gør et for undertryk 30 udsat andet vandniveau uafhængigt af det benyttede undertryk.

Den foreliggende opfindelse angår en fluidiseret vakuumtætning til brug ved en overføring af et kontinuerligt dannet produkt, der har to i hovedsagen parallelle større overflader og to 35 mindre overflader, fra en zone med undertryk til en zone med atmosfæretryk.

DK 164809B

3

Den fluidiserede vakuumtætning adskiller sig væsentligt fra det kendte ved, at den omfatter, a) et nedre uendeligt bånd, som strækker sig fra zonen med undertryk til zonen med atmosfæretryk, og som er i stand til at tætne en første større 5 overflade hørende til det kontinuerligt dannede produkt, og b) et øvre uendeligt bånd, som strækker sig på tilsvarende måde som det nedre uendelige bånd, og som er i stand til at tætne en anden større overflade af det kontinuerligt dannede produkt og c) et middel til at indstille afstanden mellem det 10 nedre uendelige bånd og det øvre uendelige bånd og d) et middel til at tætne det kontinuerligt dannede produkts to mindre overflader og e) et væskereservoir med en væske, som står i forbindelse med atmosfæren, og som forefindes i en sådan mængde, at den fuldstændigt dækker både de uendelige bånd og 15 tætningsmidlerne for de mindre overflader på atmosfæretryksiden deraf samt f) et middel til fra zonen med undertryk at fjerne den væske, ^om lækker gennem tætningen fra zonen med undertryk.

20 Det har overraskende vist sig muligt at overføre et kontinuerligt dannet produkt fra en zone med undertryk til en zone med atmosfæretryk uden periodisk at overføre zonen med undertryk fra undertryk til atmosfæretryk for at muliggøre udledning af produktet eller gøre brug af et barometrisk ben ved at tillade 25 en styret mængde væske sive gennem tætningsorganerne.

Selvom den foreliggende opfindelse vil være nyttig ved mange kontinuerligt formede produkter, især de som har to i hovedsagen parallelle større overflader og to mindre fortrinsvis pa-30 rallelle overflader, vil hovedanvendelsen være ved fremstilling af kontinuerligt ekstruderede termoplastiske skumlegemer, såsom skumplader.

Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde og et apparat til 35 fremstilling af et formet opskummet produkt, som angivet i krav 7 og 8.

DK 164809 B

4

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser set fra siden et uendeligt bånd hørende til den 5 fluidiserede vakuumtætning, fig. 1A et snit efter linien 1A-1A i fig. 1 visende placeringen af transportørernes indgrebshjul, fig. 2 et snit efter linien 2-2 i fig. 1 gennem den fluidiserede vakuumtætning, idet der er vist to udførelsesformer til tætning af det kontinuerligt dannede produkts mindre overflader, *5 fig. 2A et snit efter linien 2A-2A i fig. 2, fig. 2B et snit efter linien 2B-2B i fig. 2, og fig. 3 en fremgangsmåde ved hvilken der benyttes en fluidise- 20 ret vakuumtætning ifølge opfindelsen.-

Idet der henvises til fig. 1 bevæges et kontinuerligt dannet produkt 10 fra en undertrykzone, som delvis er dannet af omsluttende vægge 12 og 14, til et væskereservoir 18, hvis væske 25 står i forbindelse med atmosfæretrykket, og dernæst til atmosfæren .

Som det fremgår af fig. 1 tætner et,nedre uendeligt bånd 20 og et øvre uendeligt bånd 40 to i hovedsagen parallelle overfla-30 der af et kontinuerligt formede produkt, idet de uendelige bånds øvre og nedre overflader strækker sig fra zonen med undertryk til væskereservoiret.

Det uendelige bånd er af et materiale, som ikke let lader væs-35 ken passere, f.eks. et materiale med åben maskestruktur. Materialet skal også bevæge og håndtere det kontinuerligt dannede produkt på en måde, som ikke er skadelig for det kontinuerligt

DK 164809B

5 dannede produkt. Et eksempel på et anvendeligt materiale er gummipræpareret klæde.

Som det fremgår af fig. 1 er de uendelige bånd oppebåret af 5 ruller 22, 24, 26 henholdsvis 42, 44 og 46. Det foretrækkes at en eller flere af rullerne, såsom 22, 42 eller 22 og 42 drives således, at det kontinuerligt dannede produkt føres fra undertrykzonen og ind i fluidumreservoiret.

10 Rullerne 22 og 24 befinder sig ved grænsefladen mellem undertrykzonen og væskereservoiret (zonen med atmosfæretryk). Det foretrækkes, at der i flanger 28 og 48 er anbragt pakningsmateriale 25 og 45, som er i tæt berøring med de uendelige bånd, som er i tæt berøring med rullerne 24 og 44.

15

Rullerne 22 og 42 eller 26 og 46 kan fordelagtigt være forsynet med en båndstrammeindretning 30 og 50.

Andre hjul 72 er inden i rammen, som bærer de uendelige bånd, 20 monteret på indre monteringsstænger 73 til sikring af en tæt berøring mellem de uendelige bånd og det kontinuerligt dannede produkt.

Selvom enten det ene eller begge de uendelige bånd kan bevæge 25 sig vinkelret på det kontinuerligt dannede produkts to i hovedsagen parallelle større overflader med henblik på at kompensere for lodrette, dvs. tykkelses-, ændringer, foretrækkes det, at det nedre uendelige bånd er fastgjort til flangen 28, mens det øvre uendelige bånd er monteret indstilleligt til 30 tilladelse af tykkelsesvariationer.

Eksempelvis er som vist i fig. 1 det øvre uendelige bånd monteret på en ramme 75, som har stænger 77, der er fastgjort til et middel til indstilling af afstanden mellem det øvre og det 35 nedre uendelige bånds overflade, der er i tæt berøring med det kontinuerligt dannede produkt. Ved en korrekt indstilling af stængerne vinkelret på det øvre uendelige bånds overflade an-

DK 164809 B

6 bringes det øvre og det nedre uendelige bånds overflader i nær berøring med det kontinuerligt dannede produkt til minimering af vsskeudsivning og fortrinsvis også til at drive det kontinuerligt dannede produkt ind i væskereservoiret.

5

For at minimere væskeudsivning er også flangen 48 fastgjort til rammen 75. Det foretrækkes, at en båndfølgeplade 81 er fastgjort til flangen 48 og yderligere pakningsmateriale 83 forefindes i forbindelsesindretningen 13 for den omsluttende 10 væg og er i tæt berøring med flangen 48.

Det foretrækkes, at rammerne 41 og 21 for henholdsvis det øvre og det nedre uendelige bånd på den ene eller på begge sider af disse er indbyrdes forbundet ved hjælp af krydsende led 100, 15 no og 120, 130, idet den ene ende 102, 112, 122 og 132 af hver krydsende led er forskydelig i spalter 144 og 146 til tilvejebringelse af en saksebevægelse.

Det krydsende led 100 er ved 104 drejelig i forhold til det 20 øvre uendelige bånds ramme, medens det krydsende led 110 ved 114 er drejelig i forhold til det nedre uendelige bånds ramme, og de to krydsende led er ved 105 drejelige i forhold til hinanden ved deres krydsningspunkt. Tilsvarende er de krydsende led 120 og 130 ved henholdsvis deres nedre og øvre ende dreje-25 lige i forhold til henholdsvis det nedre og det øvre uendelige bånds ramme samt drejelige i forhold til hinanden. De krydsen-, de leds forskydelige ender 102, 112, 122 og 132 er forbundet med forskydelige elementer, f.eks. hjul, som er forskydelige i spalterne eller sporene 144 og 146. De forskydelige ender er 30 også forbundet med forskydelige elementer, f.eks. cylindriske stænger, som strækker sig helt gennem de uendelige bånds rammer gennem åbninger 144 og 146, der ligeledes strækker sig helt gennem de uendelige bånds rammer.

35 To midler til at tætne det kontinuerligt dannede produkts to mindre overflader er vist i snit i fig. 2.

DK 164809 B

7

Ved en udførelsesfor« holder et hus knaste 205, 210, 215, 220 og 225. Som det fremgår har knasterne et fælles omdrejningspunkt eller akse 230, og den overflade af hver af knasterne, som er i berøring med det kontinuerligt dannede produkt, er 5 formgivet, f.eks. skrå, således at der tilvejebringes mindst muligt mellemrum for væskeudslip mellem knasterne og det kontinuerligt formede produkt. Denne formgivning er vist ved punkterne 206, 211, 216, 221 og 226.

10 Det nøjagtige antal knaster er ikke kritisk, men antallet og formen af berøringsfladerne samt højden af de enkelte knaster, når disse er stablet, skal tilvejebringe mindst muligt mellemrum for væskeudsivning mellem knasterne og det kontinuerligt formede produkt.

15

Fig. 2A viser et snit gennem knasterne, idet dette er lagt gennem knasten 215, og denne ses ovenfra og viser kantfladerne af de knaster 220 og 225, som er i berøring med det kontinuerligt formede produkt. Som det fremgår af fig. 2A kan hver 20 knast beskrives som en drejelig stang med varierende bredde og delvis runde flader eller berøringsflader. De af knasternes flader, der er i berøring med det kontinuerligt formede produkt, er endvidere formgivet til at passe til det kontinuerligt formede produkt, således at væskeudsivningen minimeres.

25

Fig. 2A viser endvidere en udførelsesform til minimering af væskeudslippet mellem knasterne og huset. Den viste udførelsesform er et delvis rundtgående element 240, der ved 241 er forbundet med husvæggen 243 og dækker knasterne over hele 30 højden af de stablede knaster. Dette delvist rundtgående element har en tolerance på 0,08 til 0,13 mm ved punkt 245 for at minimere væskeudsivning.

I fig. 2 er der end vi dere vist et snit gennem en anden udfø-35 relsesform for et middel til tætning af det kontinuerligt formede produkts to mindre overflader. Huset 250 holder to cylindriske elementer, hvoraf det ene 252 er oppumpelig, og det andet 260 er massivt.

DK 164809 B

8

Det oppumpelige cylindriske element kan drejes om en centerakse, der dannes af centrene for alle de cirkler, som fastlægger cylinderen. Selvom det oppumpelige cylindriske element kan være fuldstændigt oppumpeligt foretrækkes det, at kun den del 5 253, der er i berøring med det kontinuerligt formede produkt, er oppumpeligt, mens begge det cylindriske elements ender 254 og 255 er af massivt materiale, såsom f.eks. massivt gummi eller stål.

10 por udspiling eller sammentrækn i ng af det oppumpelige cylindriske elements oppustelige del, ledes en gas eller en væske gennem en kanal 272 i akslen 270 med henblik på en tilpasning til vandrette ændringer eller breddeændringer i det kontinuerligt formede produkt.

15

Det massive cylindriske element 260 kan dreje om en midterakse 261, der er parallel med det oppumpelige cylindriske elements akse. Det massive cylindriske element er f.eks. fremstillet af massivt gummi eller stål.

20

Fig. 2B viser en udførelsesform for et middel til at minimere væskeudsivningen mellem det massive cylindriske element og huset. Beskrivelsen af dette middel svarer til, hvad der er beskrevet vedrørende fig. 2A, idet punkterne 280, 281, 283 og 25 285 svarer til punkterne henholdsvis 240, 241, 243 og 245.

Den fluidiserede vakuumtætning ifølge opfindelsen overfører det kontinuerligt dannede produkt fra en zone med undertryk til et væskereservoir, der står i forbindelse med atmosfæren.

30 Væskeudsivningen minimeres ved hjælp af denne flydende vakuumtætning, men finder stadig sted. Væske trækkes ind i zonen med undertryk og må fjernes.

35 Midlet til fjernelse af væske fra zonen med undertryk kan være ethvert middel, der fjerner væsken. Fortrinsvis er midlet til fjernelse af væske en pumpe.

DK 164809 B

9

Især foretrækkes det, at midlet til fjernelse af væske fra zonen med undertryk indbefatter et middel til at recirkulere eller føre væsken tilbage til væskereservoiret.

S Fig. 3 viser en fremgangsmåde, hvor den fluidiserede vakuumtætning ifølge opfindelsen anvendes. Det kontinuerligt formede produkt 10 forlader en ekstruder 310 og kommer ind i en zone 320 med undertryk. Fortrinsvis befinder ekstruderens afgangspunkt sig inden i zonen med undertryk.

10

Det kontinuerligt dannede produkt bevæges gennem en zone med undertryk, fortrinsvis oppebåret af hjul eller ruller 325, og det er i tæt berøring med det nedre uendelige bånd 20 og det øvre uendelige bånd 40, mens det bevæges gennem den flydende 15 vakuumtætning fra zonen med undertryk til væskereservoiret 18. Det kontinuerligt formede produkt føres dernæst fra væskereservoiret til atmosfæren, fortrinsvis ved hjælp af hjul eller ruller 327.

20 Væskereservoiret kan eventuelt have en væskeforrådstank 330.

Til fjernelse af væske fra zonen med undertryk forefindes et middel indbefattende f.eks. en rørledning 341, ventilmidler 342 og 344 og et pumpemiddel 343. Fortrinsvis indbefatter mid-25 let til fjernelse af væske et middel til tilbageføring af væske til væskereservoiret 330, og som indbefatter f.eks. yderligere en rørledning 346 og et ventilmiddel 347.

I det følgende illustrative eksempel er det kontinuerligt for-30 mede produkt et ekstruderet termoplastisk skumlegeme.

EKSEMPEL

Et ekstruderet opskummet legeme af termoplast fremstilles i 35 overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved benyttelse af et apparat ifølge opfindelsen.

DK 164809 B

10

Polystyren med en gennemsnitlig molekylvægt på i hovedsagen 200.000 fødes ind i en 6,4 cm ekstruder i en mængde på i hovedsagen 45 kg per time og smeltes.

5 Dichlordifluormethan indsprøjtes i en mængde på i hovedsagen 11.0 vægtdele per 100 vægtdele polystyren i det smeltede polystyren og blandes.

Denne blanding føres dernæst gennem et ekstruderingsværktøj 10 med en spalte, hvorefter det ekspanderes og formes mellem to i hovedsagen parallelle plader i en første zone med undertryk. Ekstruderingsværktøjstrykket er fra 3,5 til 5,6 MPa, og op-skumningstemperaturen er fra 129 til 134eC. Det ekspanderede skum afkøles dernæst ved hjælp af en vandstråle, føres gennem 15 den fludiserede vakuumtætning ind i vandreservoiret og fjernes fra vandreservoiret. Det ekstruderede opskummede legeme har en tykkelse på i hovedsagen 2,5 cm.

Tabel I viser yderligere betingelser og resultaterne af tre 20 kørsler.

TABEL I

VIRKNINGEN AF VAKUUM

Kørsel nr._ 1_2_3 25 Vakuum (KPa) 56,5 76 87,5

Liniehastighed (m/min) 4,6 4,6 4,6

Tværsnitsareal (cm2) 51 49 36

Densitet (kg/m3) 3,33 4,13 4,76

Cellestørrelse (millimeter) 30 v (lodret eller tykkelse) 1,12 1,16 1,30 H (vandret eller bredde) 1,16 1,08 1,12 E (ekstruderingsretningen eller længde) 1,62 1,54 1,54

Opfindelsen kan ændres på mange måder i forhold til, hvad der 35 fremgår af den forudgående beskrivelse og det forudgående eksempel, uden at der derved afviges fra opfindelsens ide.

Claims

1. Fluidiseret vakuumtætning til brug ved en overføring af et 5 kontinuerligt dannet produkt, der har to i hovedsagen parallelle større overflader og to mindre overflader, fra en zone med undertryk til en zone med atmosfæretryk, kendetegnet ved, at den omfatter: 10 a) et nedre uendeligt bånd til tætning af en første større overflade hørende til det kontinuerligt dannede produkt, b) et øvre uendeligt bånd til tætning af en anden større overflade hørende til det kontinuerligt dannede produkt, 15 c) middel til indstilling af afstanden mellem a) og b), d) middel til tætning af det kontinuerligt dannede produkts to mindre overflader, 20 e) et væskereservoir med en væske, som står i forbindelse med atmosfæretryk, og som forefindes i en sådan mængde, at den fuldstændigt dækker a), b) og d) på atmosfære-tryksiden heraf, og 25 f) middel til fra zonen med undertryk at fjerne væske, der siver ud mellem a), b) og d) og det kontinuerligt formede produkt. 30

2. Tætning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det yderligere omfatter g) midler til at føre den i den i f) fjernede væske tilbage til væskereservoiret i e).

3, Tætning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 35 midlet til tætning af de to mindre overflader omfatter: a) et opspileligt cylindrisk element, der kan dreje om dets akse og er indrettet til at tætne en mindre overflade DK 164809 B 12 hørende til det kontinuerligt formede produkt, b) et massivt cylindrisk element, der er anbragt parallelt med a), er drejelig om dets akse og er i tæt berøring 5 med det opspileligt cylidriske element, c) et hus til det opspileligt cylindriske element og det massive cylindriske element, og 10 d) middel til at minimere væskeudsivning mellem det massive cylindriske element og huset.

4. Tætning ifølge krav 3, kendetegnet ved, at midlet til at minimere væskeudsivningen mellem det massive cy- 15 lindriske element og huset er et delvist cylindrisk element, der er anbragt koaksialt med det massive cylindriske element og fastgjort til huset.

5. Tætning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 20 midlet til tætning af de to mindre overflader omfatter: a) mindst to koncentriske knaster med endeflader til tætning af en mindre overflade af det kontinuerligt dannede produkt, 25 b) et hus til de koncentriske knaster, og c) middel til at minimere væskeudsivningen mellem de koncentriske knaster og et hus. 30

6. Tætning ifølge krav 5, kendetegnet ved, at midlet til at minimere væskeudsivningen mellem de koncentriske knaster og huset er et delvis cylindrisk element, der er anbragt koaksialt med de koncentriske knaster og fastgjort til 35 huset.

7. Fremgangsmåde til formning af en opskummet plade, kendetegnet ved, at den omfatter kontinuerlig ekstrude- 13 DK 164809 B ring af en opskummeligt termoplastisk harpiks hen på en zone med undertryk til dannelse af et kontinuerligt ekstruderet termoplastisk skumplade og fjernelse af pladen fra nævnte zone, idet pladen fjernes ved at blive ført gennem en fludiseret 5 vakuumtætning ifølge krav 1.

8. Apparat til formning af en opskummet plade, kendetegnet ved, at det omfatter et kammer, middel til at holde undertryk i kammeret, middel til at ekstrudere en op-10 skummelig termoplastisk harpiks ind i kammeret til dannelse af en kontinuerligt ekstruderet termoplastisk skumplade og en fluidiseret vakuumtætning ifølge krav 1 til fjernelse af pladen fra kammeret. 15 20 25 30 35