ES2236113T3 - Forma de disposicion de valvulas para controlar la adicion dosificada de aditivos fluidos a una colada de material plastico. - Google Patents

Forma de disposicion de valvulas para controlar la adicion dosificada de aditivos fluidos a una colada de material plastico.

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ES2236113T3
ES2236113T3 ES01125935T ES01125935T ES2236113T3 ES 2236113 T3 ES2236113 T3 ES 2236113T3 ES 01125935 T ES01125935 T ES 01125935T ES 01125935 T ES01125935 T ES 01125935T ES 2236113 T3 ES2236113 T3 ES 2236113T3
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Abstract

Procedimiento para la adición dosificada de unos aditivos fluidos a una colada de material plástico, que está siendo plastificada dentro del extrusionador de una máquina de fundición inyectada; con una forma de disposición de las válvulas, la que se compone de dos válvulas, que pueden ser activadas de forma externa y de la cual la primera válvula K1¿ sirve para dejar libre ó para bloquear la tubería de aportación (10¿), desde un depósito de reserva de aditivos (7¿) hacia un cilindro dosificador (DZ), mientras que la segunda válvula (K2¿) está prevista para dejar libre ó para bloquear la tubería de aportación (18¿), desde el cilindro dosificador (DZ) hacia el extrusionador (E), y de la tubería de aportación (10¿), desde el depósito de reserva de aditivos (7¿) hacia la primera válvula (K1¿), y por delante de esta misma válvula (K1¿), bifurca una tubería de retorno (14¿) hacia el depósito de reserva de aditivos (7¿); en este caso, las dos válvulas (K1¿ y K2¿), en primer lugar, están cerradas en su posición neutral, mientras que el aditivo está circulando desde el depósito de reserva de aditivos (7¿), a través de la tubería de aportación (10¿), hacia primera válvula (K1¿), y el mismo circula - dentro de una tubería de retorno (14¿), que bifurca de la tubería de aportación (10¿) justamente por delante de la válvula (K1¿) - en retorno hacia el depósito de reserva (7¿); En la posición de dosificación, la primera válvula (K1¿) está abierta, mientras que la segunda válvula (K2¿) está cerrada y, de forma paralela al proceso de la plastificación así como por medio de un retroceso del émbolo dosificador (D1) dentro del cilindro de dosificación (DZ), éste último es llenado del aditivo, y el aditivo excedente retorna, a través de la tubería de retorno (14¿), hacia el recipiente de reserva (7¿); En la posición de inyección, la primera válvula (K1¿) se encuentra cerrada, mientras que la segunda válvula (K2¿) está abierta; el aditivo, ya dosificado y procedente del cilindro dosificador (DZ),es introducido a través de la segunda válvula (K2¿), que ahora está abierta - en la colada, que está plastificada y que sale del extrusionador (E), para así ser mezclado con la colada dentro de un dispositivo mezclador (5¿), que está dispuesto a continuación, antes de que esta mezcla llegue a entrar en la cavidad de moldeo de la herramienta de moldeo de la máquina de fundición inyectada; en este caso, está siendo mantenida la circulación del aditivo desde el depósito de reserva (7¿) y en retorno hacia el mismo.

Description

Forma de disposición de válvulas para controlar la adición dosificada de aditivos fluidos a una colada de material plástico.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la adición dosificada de los aditivos fluidos a una colada de material plástico, que está siendo plastificada dentro del extrusionador de una máquina de fundición inyectada.
Un procedimiento de esta clase es ya conocido a través de la Patente de Publicación Alemana Núm. DE - OS 43 14 941. Aquí se trata de una unidad de fundición inyectada en las máquinas de fundición inyectada para la fabricación de unas piezas de un material termoplástico; en este caso, la unidad de inyección comprende un cilindro de plastificación y de inyección; un tornillo sinfín plastificador e inyector rotativo, que puede ser desplazado axialmente dentro del cilindro; una tobera de inyección, que puede ser bloqueada en relación con el cilindro plastificador; como asimismo comprende esta unidad de inyección un dispositivo de adición dosificada de colorante con por lo menos un recipiente de reserva de colorante que, a través de una tubería de aportación de colorante, está unido con la unidad de inyección. En esta tubería de aportación de colorante está integrado un cilindro dosificador de colorante, y el movimiento del émbolo del mismo está acoplado al movimiento axial del tornillo sinfín plastificador e inyector.
Dentro de la tubería de aportación - desde el depósito de reserva de colorante al cilindro dosificador - se encuentra una válvula de retención (21). Dentro de la tubería de aportación, desde el cilindro dosificador hasta el extrusionador, está dispuesta otra válvula de retención (23).
Al moverse, durante el proceso de la plastificación, el tornillo sinfín dentro del extrusionador hacia atrás, también se desplaza hacia atrás el émbolo del cilindro dosificador, el cual se encuentra acoplado a este movimiento, y el mismo deja libre un espacio para el colorante, que es dispensado del recipiente de reserva de colorante. Durante este proceso, la válvula de retención (21) está abierta como consecuencia de la presión del colorante, que está entrando. Al ser este dosificado colorante luego apretado - durante el proceso de la inyección y a través de la tubería de aportación - hacia el interior del extrusionador, la válvula de retención (21) cierra automáticamente, mientras que se abre la válvula de retención (23).
La válvula de retención (23) está prevista para que, durante el proceso de la plastificación, no pueda entrar nada de la colada de material plástico en la tubería de aportación de colorante.
No obstante, este ya conocido dispositivo tiene el inconveniente de la apertura y del cierre forzosos de unas válvulas de retención pasivas. Además, no puede ser descartado que, durante la dosificación del colorante, no solamente entre el colorante en el cilindro dosificador sino que el mismo también pase, por medio de la válvula de retención (23), al interior del extrusionador. Teniendo en cuenta que, en este momento, el material plástico ha de ser plastificado, sin embargo, dentro del extrusionador, una prematura entrada del colorante sería muy perjudicial. Además, a través de la Patente Alemana Núm. DE - A - 3 020 122 es conocido prever una forma de disposición de las válvulas, en la cual las válvulas pueden ser activadas de forma externa, por lo que, si bien se consigue una mejor regulación del dispositivo, con el mismo, sin embargo, no es posible efectuar un inmediato cambio del aditivo (cambio del color), sin que para ello tengan que ser separadas, como desechos, más de una pieza de fundición inyectada. Como añadidura, con los procedimientos aquí descritos se han de esperar los resultados de una dosificación bastante basta, habida cuenta de que no está previsto un acoplamiento directo entre el tornillo sinfín extrusionador y el émbolo de dosificación.
Por consiguiente, la presente invención tiene el objeto de perfeccionar un procedimiento de la clase mencionada al principio, y esto de tal manera, que puedan ser llevados a efecto la adición de los aditivos ó el cambio del color de un modo rápido y con una reducción al mínimo de las piezas de desecho.
De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de la totalidad de las características de la reivindicación de patente 1).
Unas convenientes formas para la realización de la presente invención pueden ser apreciadas en las reivindicaciones secundarias.
Las dos válvulas pueden ser activadas de forma externa; la primera válvula está prevista para dejar libre ó para bloquear la tubería de aportación desde un depósito de reserva de aditivos hasta un cilindro dosificador, mientras que la segunda válvula está prevista para dejar libre ó para bloquear la tubería de aportación desde el cilindro dosificador directamente al extrusionador; en este caso, de la tubería de aportación desde el depósito de reserva de aditivos hasta la primera de las válvulas, y por delante de esta misma válvula, bifurca una tubería, que retorna al depósito de reserva de aditivos.
Los aditivos - que han de ser añadidos de una forma dosificada - pueden ser unos colorantes líquidos ó pastosos para dar un color a la colada de material plástico, pero también pueden ser, por ejemplo, unos agentes formadores de espuma, que se emplean para la fabricación de unas piezas de espuma de material plástico.
En este caso, el procedimiento se desarrolla de tal manera, que las dos válvulas sean activadas de forma externa y, en primer lugar, las dos válvulas están, en su posición neutral, cerradas, mientras que el aditivo está circulando, desde el depósito de reserva de aditivos y a través de la tubería de aportación, hacia la primera válvula y, por medio de una tubería de retorno - que bifurca de la tubería de aportación justamente por delante de esta primera válvula - circula en retorno al depósito de reserva.
En la posición de dosificación está abierta la primera válvula, mientras que la segunda válvula está cerrada y, de forma paralela al proceso de la plastificación así como por medio de un retroceso del émbolo dosificador dentro del cilindro de dosificación, éste último es llenado del aditivo, y el aditivo excedente retorna, a través de la tubería de retorno, hacia el recipiente de reserva.
En la posición de inyección, la primera válvula está cerrada y la segunda válvula está abierta; el aditivo, ya dosificado y procedente del cilindro dosificador, es introducido - a través de la segunda válvula, que ahora está abierta - en la colada, que está plastificada y que sale del extrusionador, para así ser mezclado con la colada dentro de un dispositivo mezclador, que está dispuesto a continuación, antes de que esta mezcla llegue a entrar en la cavidad de moldeo de la herramienta de moldeo de la máquina de fundición inyectada; a este efecto, está siendo mantenida la circulación del aditivo desde el depósito de reserva y en retorno hacia el mismo.
Debido al hecho de que la segunda válvula está dispuesta directamente en la salida de la colada del extrusionador y por delante de un dispositivo mezclador, que está integrado en el canal de salida del extrusionador, resulta que la estructura del dispositivo en su conjunto es ahora más sencilla en comparación con la primera alternativa, habida cuenta de que aquí la segunda válvula no solamente controla la apertura de la tubería desde el cilindro de dosificación hacia el extrusionador, sino la misma, durante el proceso de la plastificación, impide al mismo tiempo la entrada de una parte de la colada en la tubería de aportación de los aditivos.
A causa de que el aditivo es mantenido en movimiento dentro de un circuito, se consiguen unos mejores resultados de dosificación. Además, puede ser efectuado prácticamente un inmediato cambio de aditivo (cambio de color), sin que por ello tenga que ser separada una pieza de fundición inyectada como desecho.
El movimiento de circulación del aditivo es realizado por medio de una bomba; en este caso, el aditivo pasa por un dispositivo de filtración antes de llegar, a través de la primera válvula, al cilindro dosificador. Este acoplamiento entre los movimientos del tornillo sinfín del extrusionador y del émbolo dosificador es efectuado de una manera mecánica ó bien de forma hidráulica por medio de una válvula proporcional.
A través del acoplamiento hidráulico puede ser ajustada de manera individual la proporción en la mezcla.
A continuación, la presente invención está descrita y explicada por medio de los planos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 muestra la forma de disposición de las válvulas en la posición neutral;
La Figura 2 indica la forma de disposición de las válvulas en la posición de dosificación; mientras que
La Figura 3 muestra la forma de disposición de las válvulas en la posición de inyección.
En las Figuras 1 hasta 3 de los planos adjuntos está indicada una máquina de fundición inyectada para los materiales termoplásticos, de la que un tornillo sinfín plastificador e inyector (extrusionador) lleva la referencia 1'. Este tornillo sinfín está dispuesto - de forma rotativa así como axialmente desplazable - en el cilindro de tornillo sinfín 2', y el mismo está acoplado, a través de una unión apropiada 3', con el cilindro dosificador DZ, dentro del cual o está dispuesto un émbolo de dosificación D1. El tornillo sinfín 1' y el cilindro 2' del tornillo sinfín constituyen el extrusionador El, en cuya boquilla de tobera 4' está dispuesto un mezclador estático 5'.
El tornillo sinfín 1' y el émbolo dosificador D1 se encuentran acoplados entre si de tal manera que, al desplazarse el tornillo sinfín plastificador, durante el proceso de la plastificación, hacia atrás, también sea desplazado hacia atrás el émbolo dosificador D1. Esto está reflejado mediante la flecha P. El cilindro dosificador DZ puede ser unido - a través de un dispositivo de válvulas que, en su conjunta, está indicado con la referencia 6' - por un lado, con un depósito de reserva de colorante 7' y, por el otro lado, con el extrusionador El. Este dispositivo de válvulas 6' se compone de las dos válvulas de asiento cónico, K1' y K2'.
Desde el depósito de reserva de colorante 7' conduce una tubería de aportación 10' hacia la válvula K1'. Dentro de esta tubería de aportación 10' está dispuesta una bomba 11' y, a continuación de la misma, están previstos un sistema de filtración 12' así como un manómetro 13. De la tubería de aportación 10' hacia la válvula K1' conduce - poco antes de la válvula K1' - una tubería de bifurcación 14' en retorno hacia el depósito de reserva 7'. En esta tubería está intercalada una válvula de compensación 16'. Desde la válvula K1' conduce otra tubería 17' hacia el cilindro dosificador DZ, y todavía otra tubería 18' conduce desde el cilindro dosificador DZ hacia la segunda válvula K2', que está dispuesta directamente en la boquilla de tobera 4', entre la punta del tornillo sinfín y el mezclador estático 5'.
En este caso, está meramente reflejado el acoplamiento entre el tornillo sinfín plastificador 1' y el émbolo de dosificación D1. Aquí, se puede tratar de un acoplamiento mecánico, pero también de un acoplamiento hidráulico, que está controlado de forma proporcional, tal como esto está indicado a través de la hidráulica proporcional, situada por encima del émbolo dosificador 1'. De este modo, puede ser ajustada una proporción individual de la mezcla.
La Figura 1 muestra la posición neutral. Esto quiere decir, que no tiene lugar ninguna plastificación. El aditivo circula desde el depósito de reserva 7', a través de la tubería, 10' y 14', en retorno hacia el depósito de reserva de aditivos 7'. Está cerrada tanto la válvula K1' como la válvula K2'.
La Figura 2 indica la posición de dosificación. El tornillo sinfín plastificador 1' está en rotación y plastifica el material plástico, y el mismo se desplaza con ello, tal como esto está indicado por la flecha, hacia atrás. En este caso, y debido al acoplamiento, asimismo el émbolo dosificador D1 se desplaza hacia atrás. La válvula K1' está abierta, mientras que la válvula K2' se encuentra cerrada. El aditivo - como puede ser, por ejemplo, un colorante - es transportado a través de la válvula K1', hacia el interior del cilindro dosificador DZ. El aditivo excedente es transportado en retorno hacia el depósito de reserva.
La Figura 3 muestra la fase de inyección. El tornillo sinfín se mueve en dirección de la flecha y el mismo sirve, por lo tanto, como émbolo de inyección. En este caso, y debido al acoplamiento, también se mueve hacia adelante el émbolo dosificador D1 dentro del cilindro de dosificación DZ, y el mismo empuja - por estar cerrada la válvula K1' y encontrarse abierta la válvula K2' - la cantidad dosificada de aditivo, a través de la válvula K2', hacia el interior de la colada, que está saliendo, después de lo cual la colada y el aditivo son mezclados entre si dentro del mezclador estático 5'. Teniendo en cuenta que, durante esta fase, la válvula K1' está cerrada, resulta que el aditivo circula desde el depósito de reserva 7', a través de las tuberías, 10 y 14', otra vez en retorno hacia el depósito de reserva 7'.
En los planos adjuntos está prevista, de forma paralela a la válvula de compensación 16', una válvula de seguridad 20'.

Claims (4)

1. Procedimiento para la adición dosificada de unos aditivos fluidos a una colada de material plástico, que está siendo plastificada dentro del extrusionador de una máquina de fundición inyectada; con una forma de disposición de las válvulas, la que se compone de dos válvulas, que pueden ser activadas de forma externa y de la cual la primera válvula K1' sirve para dejar libre ó para bloquear la tubería de aportación (10'), desde un depósito de reserva de aditivos (7') hacia un cilindro dosificador (DZ), mientras que la segunda válvula (K2') está prevista para dejar libre ó para bloquear la tubería de aportación (18'), desde el cilindro dosificador (DZ) hacia el extrusionador (E), y de la tubería de aportación (10'), desde el depósito de reserva de aditivos (7') hacia la primera válvula (K1'), y por delante de esta misma válvula (K1'), bifurca una tubería de retorno (14') hacia el depósito de reserva de aditivos (7'); en este caso, las dos válvulas (K1' y K2'), en primer lugar, están cerradas en su posición neutral, mientras que el aditivo está circulando desde el depósito de reserva de aditivos (7'), a través de la tubería de aportación (10'), hacia primera válvula (K1'), y el mismo circula - dentro de una tubería de retorno (14'), que bifurca de la tubería de aportación (10') justamente por delante de la válvula (K1') - en retorno hacia el depósito de reserva (7');
En la posición de dosificación, la primera válvula (K1') está abierta, mientras que la segunda válvula (K2') está cerrada y, de forma paralela al proceso de la plastificación así como por medio de un retroceso del émbolo dosificador (D1) dentro del cilindro de dosificación (DZ), éste último es llenado del aditivo, y el aditivo excedente retorna, a través de la tubería de retorno (14'), hacia el recipiente de reserva (7'); En la posición de inyección, la primera válvula (K1') se encuentra cerrada, mientras que la segunda válvula (K2') está abierta; el aditivo, ya dosificado y procedente del cilindro dosificador (DZ), es introducido - a través de la segunda válvula (K2'), que ahora está abierta - en la colada, que está plastificada y que sale del extrusionador (E), para así ser mezclado con la colada dentro de un dispositivo mezclador (5'), que está dispuesto a continuación, antes de que esta mezcla llegue a entrar en la cavidad de moldeo de la herramienta de moldeo de la máquina de fundición inyectada; en este caso, está siendo mantenida la circulación del aditivo desde el depósito de reserva (7') y en retorno hacia el mismo.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque el movimiento de circulación del aditivo desde el depósito de reserva (7') y en retorno hacia este depósito de reserva (7') es mantenido por medio de una bomba (11').
3. Procedimiento conforme a las reivindicaciones 1) ó 2) y caracterizado porque el aditivo, procedente del depósito de reserva (7'), pasa por un dispositivo de filtración (12').
4. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 3) y caracterizado porque como tales válvulas, K1' y K2', son empleadas unas válvulas con asiento cónico, las cuales son impulsadas a través de un medio de presión.
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