ES2238846T3 - Husillo de extrusion de espuma termoplastica que mejora la homogeneizacion. - Google Patents
Husillo de extrusion de espuma termoplastica que mejora la homogeneizacion.Info
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Abstract
Un husillo de extrusión de potenciación de la homogenización (60) adaptado para estar dispuesto dentro de un cuerpo cilíndrico (50) de extrusión de un conjunto (10) de extrusión termoplástica, comprendiendo el mencionado husillo (60): un árbol (62) alargado, dispuesto el mencionado árbol alargado en el cuerpo cilíndrico de extrusión; al menos un tramo (64) de husillo que se extiende desde el mencionado árbol alargado; incluyendo el mencionado tramo de husillo una superficie (70) de ataque, una superficie (72) de salida y un borde (80) perimetral; estando estructurado y dispuesto el mencionado tramo (64) de husillo de tal forma que el borde perimetral del mencionado tramo de husillo esté dispuesto en una relación sustancialmente muy próxima respecto de una superficie (51) interior del cuerpo cilíndrico (50) de extrusión. y una mezcla de extrusión contenida en el cuerpo cilíndrico de extrusión se desplaza hasta un extremo del cuerpo cilíndrico de extrusión al menos parcialmente a consecuenciadel mencionado tramo de husillo; y incluyendo el mencionado tramo de husillo al menos un canal (90) de circulación que se extiende desde la mencionada superficie de ataque hasta la superficie de salida del mismo, estando estructurado el mencionado canal (90) de circulación para permitir que una cantidad de la mezcla de extrusión, dispuesta en la mencionada superficie de ataque del mencionado tramo de husillo y en relación de mucha proximidad desde la superficie interior del cuerpo cilíndrico de extrusión, pase a través suyo hacia la mencionada superficie de salida del mencionado tramo de husillo e incitar, de este modo, una cantidad de la mezcla de extrusión dispuesta en la mencionada superficie de salida del mencionado tramo de husillo y en relación separada respecto de la superficie interior del cuerpo cilíndrico de extrusión para desplazarse hacia arriba, hacia la superficie interior del cuerpo cilíndrico de extrusión; y siendo mayor una zona de entrada del mencionado canal (90) de circulación que una zona de salida del mencionado canal (90) de circulación a fin de maximizar una velocidad de flujo, y de hinchar la mencionada mezcla de extrusión desde el mencionado canal de circulación.
Description
Husillo de extrusión de espuma termoplástica que
mejora la homogeneización.
La presente invención se refiere a un conjunto
termoplástico de extrusión que proporciona un producto
sustancialmente homogéneo, preferiblemente un producto termoplástico
de espuma, y que produce el mencionado producto a una temperatura de
extrusión determinada y a una velocidad de producción aumentada
sobre lo que está normalmente disponible, sin requerir que esté
implantado un conjunto de extrusión complejo, costoso y/o
sobredimensionado y, además, sin requerir la modificación
substancial de los dispositivos y procedimientos de fabricación
existentes.
El campo de la técnica asociado con la extrusión
termoplástica y de la extrusión termoplástica de espuma en
particular, está bastante especializado, y de hecho, es bastante
diferente del que está típicamente asociado con la extrusión de
metal, caucho, o plástico no espumado. Específicamente, la extrusión
de espuma requiere, genéricamente, una etapa inicial de fusión de
gránulos, usualmente fabricados en un material termoplástico, y una
etapa subsiguiente de mezclado de los termoplásticos fundidos con un
agente de creación de espuma, tal como un fluorocarbono (ya sea CFC,
HCFC y/o HFC) o hidrocarbonos (tales como propano, butano, pentano,
etc.), y, posiblemente, otros agentes tales como agentes nucleantes,
agentes pirorretardantes y/o de coloración, en un entorno aislado de
extrusión. Además, las técnicas de extrusión de espuma más eficaces
contienen completamente el material de extrusión durante las etapas
de fusión y mezclado, manteniendo el material en una forma viscosa
sin espuma hasta que pasa a través de un troquel de extrusión y se
expone a fuerzas externas. De hecho, es cuando el material extruido
sale del troquel del conjunto de extrusión de espuma que formará
espuma (es decir, se inflará y rigidizará) en su forma útil última,
tales como películas, tableros y grandes hojas a partir de las
cuales se forman bandejas de comida, contenedores de huevos,
pequeños contenedores para mantequilla y jalea, y similar. En
consecuencia, es imperativa la precisión con el fin de asegurar que
se consiga un mezclado eficaz y completo de los ingredientes,
proporcionando de este modo un producto debidamente configurado y
homogéneo, y, además, asegurar que todo el sistema de extrusión está
bien contenido hasta que el material pasa a través del troquel,
evitando, de este modo, la formación prematura de espuma del
material de extrusión.
Por supuesto, además de las preocupaciones
anteriores asociadas con la formación de un producto de espuma, está
la necesidad de mantener la mezcla de extrusión a una temperatura de
extrusión bastante precisa, correspondiéndose el polímero o
sustancia que se esté usando y la base para la mezcla de extrusión,
a fin de conseguir una viscosidad correcta de la mezcla de extrusión
y permitir la conformación adecuada de la mezcla de extrusión a
través de un troquel, tal como un troquel de perfil, troquel de
tubo, troquel de hoja, troquel anular, troquel plano o algunos otros
tipos comunes de troqueles. La temperatura de extrusión bastante
precisa a la cual se consigue un intervalo deseado de viscosidad es,
por desgracia, menor que la "temperatura de fusión" inicial, es
decir, temperaturas a las cuales se funden las granzas de material
termoplástico de extrusión, pero tampoco puede ser mucho menor que
la "temperatura de fusión" inicial por razones que se
explicarán. Como tal, se debe mantener un balance sustancial. Por
ejemplo, si se permite que la mezcla de extrusión fundida se enfríe
demasiado, se hará demasiado viscosa y no podrá conseguir la
densidad deseada del producto, haciéndose inservible, ya que en
general, no se desplazará eficazmente a través del conjunto de
extrusión, dejado solo, fuera a través del troquel. Y
recíprocamente, si la temperatura del material de extrusión fundido
es demasiado alta, su viscosidad disminuye significativamente y el
material no es dimensionalmente estable o conformable a medida que
fluye a través y, de forma importante, desde el troquel.
Como se puede apreciar, uno cualquiera de los
factores previamente mencionados puede tener un efecto significativo
en la velocidad de productividad asociada con las diversas fases de
extrusión de espuma termoplástica. Por consiguiente, los procesos de
extrusión de espuma termoplástica típicos se diseñan a menudo para
maximizar la regulación y el control sobre cada uno de los factores.
Por ejemplo, un proceso típico de extrusión de espuma se desglosa en
dos fases separadas y, de hecho, a menudo requiere dos dispositivos
separados de extrusión enlazados entre sí. La primera fase del
procedimiento incluye, típicamente, la fusión eficaz de gránulos de
material de extrusión, tal como un material termoplástico
particularmente adecuado para la espuma deseada, y el mezclado
subsiguiente de aquellas granzas de material con el agente espumante
y otros diversos agentes, según el caso. Usualmente, esta primera
fase del procedimiento se realiza dentro de un dispositivo de
extrusión mecánico muy grande y alargado, en el cual un husillo de
extrusión termoplástica, y más específicamente un husillo de fusión,
incita a las granzas de material a través de un cuerpo cilíndrico
alargado ocasionando la generación de calor por rozamiento, y
también a partir del cual el calor de fusión se está aplicando. De
hecho, la superficie del husillo de extrusión termoplástica es más
bien de diseño resbaladizo (es decir, a menudo chapado en cromo y
pulido) y el material se desplaza a través del cuerpo cilíndrico a
consecuencia del enganche por rozamiento o cizalla cuando el
material de extrusión contacta por rozamiento la superficie del
cuerpo cilíndrico. Además, es el efecto de cizalla combinado con el
cuerpo cilíndrico calentado el que proporciona la fusión eficaz del
material de extrusión.
Además de asegurar que se consigue el correcto
mezclado homogéneo, la primera fase también está limitada por la
necesidad de establecer y de mantener un sistema aislado. En
particular, el sistema aislado impide la formación prematura de
espuma del material termoplástico, y asegura que se esté aplicando
la suficiente energía de calefacción con el fin de fundir
eficazmente el material y de permitir un completo mezclado del
mismo. En la industria se han conseguido muchas ventajas a fin de
maximizar las velocidades de flujo alcanzables por o dentro de esta
primera fase del proceso de extrusión termoplástica. Por desgracia,
sin embargo, la producción actual del producto extruido aún está
limitada a niveles muy por debajo de aquellos alcanzables en esta
fase inicial a consecuencia de los requisitos y de las limitaciones
de la segunda fase del proceso de extrusión termoplástica de
espuma.
En particular, a diferencia de la extrusión
termoplástica convencional, que requiere primariamente una mezcla
homogénea, la extrusión de espuma incluye, además, una segunda fase
que requiere que el enfriado distribuido homogéneamente y uniforme
de sustancialmente todo del material de extrusión fundido y mezclado
hasta un punto donde está en todas partes a una temperatura de
extrusión necesaria y consistente. Usualmente, esta segunda fase del
procedimiento también se realiza dentro de un dispositivo de
extrusión mecánico muy grande y alargado en el cual un husillo de
extrusión termoplástica, tal como un husillo de refrigeración de
espuma en configuración de tipo hélice o de paletas, incita al
material de extrusión fundido a través de un cuerpo cilíndrico
alargado para efectuar una refrigeración del material. Habida cuenta
de la necesidad de una temperatura bastante precisa, sin embargo,
limitaciones significativas relativas a la velocidad de giro del
husillo central de refrigeración y a la velocidad de extracción de
calor conseguidas se aplican a esta segunda fase del proceso.
Específicamente, la velocidad de giro del husillo central o de
refrigeración está limitada debido a la necesidad de minimizar el
calor que se produce por la acción de cizalla del material de
extrusión con la superficie de pared del cuerpo cilíndrico, e
internamente por el propio material. Por consiguiente, una velocidad
aumentada de flujo de gran calidad no se puede conseguir simplemente
acelerando la rotación del husillo. Además, uno no puede contar
indefinidamente el calor en exceso que se genera por cizalla al
proporcionar un enfriamiento más deprisa simplemente reduciendo la
temperatura del cuerpo cilíndrico, debido a que si la mezcla se
enfría demasiado, no se mantiene un óptimo flujo viscoso de la
mezcla de extrusión y el paso productivo a través del troquel se
estorba drásticamente. Además, simplemente aumentando el tamaño del
cuerpo cilíndrico de extrusión en la fase de enfriamiento no es una
solución eficaz en tanto que un conjunto sería excesivamente grande,
voluminoso y financieramente impracticable debido al uso de un
factor de escala tan grande. Los procesos de etapa de refrigeración
a gran escala también incluyen implicaciones en los costes de
operación potencialmente indeseables debido al factor de tiempo de
cambio del producto, típicamente más largo en el tiempo, y a los
costes de materiales relacionados de dichas grandes máquinas.
Además, si uno aumenta simplemente el tamaño del cuerpo cilíndrico
de extrusión en la fase de enfriamiento y el paso a través del
troquel se hace lo suficientemente largo a fin de permitir que el
templado de la temperatura de la mezcla de extrusión, la resistencia
al flujo generada por dicho paso fomentaría diametralmente la
generación de calor en la mezcla de extrusión dentro del cuerpo
cilíndrico. Además, este largo paso restringido negaría la tendencia
normal de la mezcla de extrusión termoplástica a hincharse tras el
paso desde que troquel está retardado.
Por consiguiente, se ve que uno debe compensar
las necesidades de una velocidad de flujo productivo con los
requisitos de practicidad y eficacia y de un enfriamiento
uniformemente distribuido.
Muchos en la industria no han conseguido, sin
embargo, reconocer las limitaciones descritas en lo que antecede.
Por ejemplo, algunos en la industria han buscado aumentar la
productividad de la fase segunda o de refrigeración del proceso de
extrusión, aumentando la cantidad de calor que se extrae en la
superficie del cuerpo cilíndrico de extrusión. Por desgracia, estos
procedimientos se han demostrado ineficaces puesto que una cantidad
de calor es extrae a fin de enfriar eficazmente, sustancialmente,
todo el material de extrusión por todas partes, las capas del
perímetro de la materia de extrusión, que están en contacto más
directo con la superficie del cuerpo cilíndrico, excesivamente
enfriada y ya no proporciona un extruido satisfactorio. De este
modo, una dificultad primaria asociada con esta fase de enfriamiento
es el hecho de que las cantidades de la mezcla de extrusión que
están más cerca del árbol del husillo central no se llegan a enfriar
eficazmente, ya que una mayoría del calor que se extrae entra
primero procedente del material extruido situado alrededor de la
zona del perímetro dentro del cuerpo cilíndrico del segundo
dispositivo de extrusión mecánico. Por ejemplo, a medida que se
extrae calor, las cantidades perimétricas del material de extrusión
se siguen calentando más y más, mientras las cantidades interiores
se enfrían gradualmente hasta la temperatura de extrusión deseada
bastante precisa. Esto produce material de extrusión que no tiene
consistencia uniforme para una extrusión adecuada. De hecho, en esta
segunda fase, así como en la primera fase, también se observa que la
homogenización completa de la mezcla de extrusión a veces tiene
lagunas, y a consecuencia del producto acabado puede ser de una
calidad reducida.
En consecuencia, se ve que la productividad de
conjunto de la presente industria está aún limitada por la fase de
enfriamiento del proceso de extrusión. Hasta la fecha, el único
medio eficaz de asegurar un material extruible eficazmente
refrigerado es proporcionar un proceso de enfriamiento lento, largo
en el tiempo y gradual, a fin de espesar el material de extrusión
sin enfriar por exceso únicamente partes del mismo, y a fin de
conseguir un tiempo de mezclado más largo para la homogenización
aumentada. El conjunto de la presente invención, sin embargo, aborda
el problema y las necesidades que permanecen en la técnica y es
capaz de aumentar significativamente la velocidad de flujo del
material de extrusión sin comprometer la calidad del producto
acabado.
El documento EP 0 694 376 A describe un
procedimiento mejorado y un aparato para producir una espuma de
resina termoplástica. Una resina termoplástica, un agente de soplado
y otros componentes necesarios se mezclan en un estado fundido y la
mezcla se extruye para expandirla. El aparato comprende una zona de
medida dotada en el extremo frontal de un árbol de rotación en un
extrusor, una zona de amasado provista más cerca del extremo
posterior que la zona de medición, y una pluralidad de placas
perforadas montadas sobre la superficie del árbol en la zona de
amasado. El diámetro externo del mencionado árbol se hace menor que
el de un husillo en la zona de medición a medida que se mide en la
parte inferior de los canales. Esta característica se combina con
las placas perforadas para asegurar el mezclado uniforme y las
operaciones consistentes de extruido.
El documento DE 1 629 731 A describe una prensa
de husillo (o extrusor) para materia plástica que se puede cargar
con material frío. En su interior, un husillo alargado incluye un
tramo de husillo que se extiende desde el mencionado árbol alargado
para desplazar material de extrusión hacia una salida del extrusor
de husillo. El tramo de husillo tiene aberturas cerca del árbol
alargado.
Además, se llama la atención sobre el documento
DE 1 263 700 A que se refiere a una prensa de filtro de husillo (o
extrusor) para separar materia sólida a partir de suspensiones.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar un conjunto de extrusión de espuma que, durante la fase
de enfriamiento, distribuye sustancialmente los efectos de enfriado
por toda la mezcla de material de extrusión dispuesta dentro del
cuerpo cilíndrico, haciendo sustancialmente más efectiva, eficaz y
uniformemente todo el material de extrusión a una temperatura
extruible adecuada correspondiente para el polímero o sustancia que
se está usando como la base para la mezcla de extrusión.
Un objetivo adicional del presente conjunto es
proporcionar un conjunto de extrusión que se pueda utilizar con
estructuras existentes de extrusión sin modificaciones sustanciales,
que aún aumente sustancialmente la velocidad a conseguir de
producción del conjunto hasta niveles tal altos como genéricamente
desde un aumento, aproximado, del diez al cincuenta por ciento sobre
las velocidades de producción actualmente disponibles, sin
sacrificar la calidad del producto.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un husillo de extrusión que se puede utilizar
eficazmente en conjuntos existentes de extrusión, y que se
proporciona, aún más eficazmente, para la extracción uniforme de
calor de material de extrusión caliente y fundido, sin enfriar o
calentar en exceso el material, mientras al mismo tiempo, se aumenta
aún sustancialmente la velocidad del flujo a ser conseguida.
Un objeto añadido de la presente invención es
proporcionar un conjunto de extrusión de espuma que supera
sustancialmente las limitaciones comúnmente asociadas a la fase de
enfriamiento del proceso de extrusión.
Además, se ha de proporcionar un objeto de la
presente invención un conjunto de extrusión de espuma que aumenta
eficazmente la velocidad de producción de extrusión sin aumentar
significativamente el tamaño y/o la complejidad de la estructura
hasta niveles impracticables o no económicos.
Aún otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un husillo de extrusión termoplástica que circula
eficazmente la mezcla de extrusión y asegura que, sustancialmente,
sino toda la mezcla de extrusión efectiva y uniformemente entra en
la proximidad de la superficie de extracción de calor del cuerpo
cilíndrico del conjunto de extrusión.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un husillo de extrusión termoplástica que modifica
sustancialmente el patrón de flujo normalmente presentado por una
mezcla de extrusión dentro de un conjunto de extrusión,
proporcionando, de este modo, un procesado más eficaz y uniforme del
mismo, y consiguiendo avances significativos en la velocidad a la
cual se produce el producto extruido.
Aún otro objeto de la presente invención es
proporcionar un husillo de extrusión termoplástica que circula
eficazmente la mezcla de extrusión y proporciona un producto
sustancialmente homogéneo y de gran calidad.
La presente invención es un husillo de extrusión
que realza la homogenización según la reivindicación 1. También se
proporciona un conjunto de extrusión de espuma según la
reivindicación en la reivindicación 8 y que incluye dicho husillo de
extrusión que realza la homogenización. Además, la presente
invención proporciona procedimiento de refrigeración de una mezcla
de extrusión de espuma según la reivindicación 17. Realizaciones
preferidas de la presente invención se pueden reunir a partir de las
reivindicaciones dependientes.
La presente invención se refiere a un conjunto de
extrusión de espuma termoplástica del tipo estructurado para
producir un producto de espuma extruido en cualquiera de una
variedad de formas extruidas. En particular, el conjunto de
extrusión de espuma incluye una región fundida, que recibe y funde
una pluralidad de gránulos, preferiblemente gránulos de material
termoplástico, y una región de extracción de calor.
Preferiblemente incluido en la región de fusión
del conjunto de extrusión de espuma hay un conjunto de adición de
agente. Específicamente, el conjunto de adicción de agente está
estructurado para añadir un agente espumante a las granzas del
material fundido o de fusión para completar la unión /mezclado y la
homogeneización con el mismo. Con este fin, el conjunto de extrusión
de espuma también incluye un conjunto de mezclado. El conjunto de
mezclado, que también está preferiblemente incluido con la región de
fusión, está estructurado para mezclar a fondo las granzas de
material fundido y el agente espumante, consiguiendo, de este modo,
una mezcla de extrusión más pura, más homogénea.
A diferencia de la región de fusión, la región de
extracción de la presente invención está estructurada para extraer
calor de la mezcla de gránulos del material fundido y agentes
espumantes de tal forma que la mezcla puede conseguir una
temperatura y consistencia extruibles. Preferiblemente, la región de
extracción de calor incluye un cuerpo cilíndrico alargado a través
del cual fluye la mezcla. El cuerpo cilíndrico, que,
preferiblemente, está sustancialmente encerrado, incluye al menos
una entrada y al menos una salida definida en su interior. La
entrada está estructurada para recibir la mezcla de gránulos
fundidos y el agente espumante a través suyo, preferiblemente
procedente de la región fundida, para pasar al cuerpo
cilíndrico.
Dispuestos de forma que colaboren con el cuerpo
cilíndrico de la región de extracción de calor, hay una estructura
de extracción de calor. Específicamente, la estructura de extracción
de calor saca calor del cuerpo cilíndrico, tal como por enfriado del
líquido, retirando, de este modo, el calor de la mezcla de gránulos
fundidos y del agente espumante con el fin de asegurar que la mezcla
de extrusión llega dentro del intervalo de temperatura
extruible.
Dispuesto dentro del cuerpo cilíndrico de la
región de extracción de calor, hay un husillo de extrusión
termoplástica. Este husillo de extrusión es preferiblemente un
husillo de enfriamiento dispuesto axialmente dentro del cuerpo
cilíndrico y está estructurado para rotar dentro del mismo cuando el
cuerpo cilíndrico contiene una cantidad de la mezcla de gránulos
fundidos y agente de soplado. Con el fin de incitar a la mezcla de
las granzas fundidas y al agente espumante hacia la salida del
cuerpo cilíndrico, el husillo de extrusión incluye, además, al menos
un tramo de husillo. El tramo de husillo está estructurado
preferiblemente para enrollarse alrededor del husillo de extrusión
y, por lo tanto, rotar al rotar el husillo con el fin de incitar a
la mezcla hacia la salida del cuerpo cilíndrico. Con el fin de
conseguir un enfriado eficaz, completo y uniformemente distribuido
de la mezcla de gránulos fundidos y del agente espumante, sin
embargo, el tramo de husillo de la presente invención incluye,
además, al menos uno, pero preferiblemente una pluralidad de canales
de circulación definidos en su interior. En particular los canales
de circulación están posicionados con precisión en el tramo de
husillo a fin de recibir cantidades de la mezcla de gránulos
fundidos y del agente espumante a través de la rotación del husillo
de extrusión. Por consiguiente, al recibo de las cantidades de la
mezcla de las granzas fundidas y del agente espumante a través del
canal de recirculación, se consigue una circulación eficaz de la
mezcla respecto del cuerpo cilíndrico y, sustancialmente, toda la
mezcla de las granzas fundidas y del agente de espumado entrarán
uniforme y sustancialmente en estrecho contacto con el cuerpo
cilíndrico para realizar una extracción y refrigeración eficaz y
uniforme del calor del mismo.
Por último, el conjunto de extrusión de espuma
incluye un troquel. En particular, el troquel está dispuesto de
forma que colabore en comunicación de flujo de fluido con la salida
del cuerpo cilíndrico, y puede tomar cualquiera de entre un cierto
número de formas deseadas a fin de recibir la mezcla de gránulos
fundidos y de agentes espumantes, a la temperatura de extrusión, por
todo él con el fin de conformar una forma deseada. De hecho, es a la
salida del troquel donde la mezcla comienza a "formar espuma"
y, por lo tanto, a producir el producto acabado, extruido.
Para una comprensión más completa de la
naturaleza de la presente invención, se hará referencia a la
siguiente descripción detallada tomada en relación con los dibujos
que se acompañan en los cuales:
la figura 1 es una vista en perspectiva, con
corte parcial, del conjunto de extrusión de espuma de la presente
invención;
la figura 2 es una vista en sección, con corte
parcial del cuerpo cilíndrico y del husillo de extrusión de la
región de extracción de calor del conjunto de extrusión de espuma de
la presente invención;
la figura 3 es una vista en sección aislada del
tramo de husillo del husillo de extrusión de la presente
invención;
la figura 4 es una vista en sección transversal
del tramo de husillo del husillo de extrusión de la presente
invención;
la figura 5 es una vista en sección transversal
aislada que ilustra una primera realización del canal de circulación
definido en el tramo de husillo del husillo de extrusión de la
presente invención;
la figura 6 es una vista en sección transversal
aislada que ilustra una realización alternativa del canal de
circulación definido en el tramo de husillo del husillo de extrusión
de la presente invención; y
la figura 7 es una vista en perspectiva en
sección, de una realización alternativa del husillo de extrusión de
la presente invención.
Los números de referencia análogos se refieren a
partes similares en todas las vistas de los dibujos.
La presente invención se dirige hacia un conjunto
de extrusión de espuma, como se ilustra en la figura 1 y está
indicada genéricamente como 10. Específicamente, el conjunto 10 de
extrusión está estructurado para producir un plástico de polímero
expandible que forma espuma al exponerse a un entorno externo con el
fin de producir un producto acabado o semiacabado. Con este fin, el
conjunto 10 de extrusión de espuma de la presente invención se puede
utilizar con un cierto número de polímeros termoplásticos, que
incluyen, entre otros, poliestireno, polietileno (PE),
polipropileno, PET u otros termoplásticos similares, incluyendo
termoplásticos que forman espuma o expandibles u otros materiales
que se pueden utilizar o desarrollar en el futuro.
Como se ilustra en la figura 1, la realización
preferida del conjunto 10 de extrusión de espuma de la presente
invención define un conjunto de tipo tanden, aunque también se puede
utilizar un sencillo conjunto de doble husillo en línea y/o de
intermezclado que, si se utiliza, también se debería considerar como
que está dentro del alcance y del espíritu de esta invención.
Respecto del conjunto en tanden ilustrado en la figura 1, sin
embargo, el conjunto 10 de extrusión de espuma incluye una primera
"región de fusión" indicada genéricamente como 20, y una
segunda región de "extracción de calor" genéricamente indicada
como 40. La primera región 20 de fusión está estructurada para
recibir y fundir una pluralidad de granza de material termoplástico,
que preferiblemente forman la base para el producto, tal como el
producto de espuma, a ser producido. Como es convencional en la
industria, la realización preferida incluye una entrada 24 más
grande de sólidos de tipo embudo a través del cual grandes
cantidades de materia prima, tales como granza de material y
similar, se pueden introducir en la región 20 de fusión. Por
supuesto, es de destacar que las granzas de material pueden incluir
pequeñas cuentas o granzas de tipo cilíndrico, cubos mayores,
bloques, pedazos, copos, partículas que definen granzas u otra
configuración del material que puede ser convenientemente
introducida en la región 20 de fusión para la subsiguiente fusión
del mismo. Además, aunque la región 20 de fusión puede incluir un
gran cuba u otro recipiente de calefacción para la fusión directa e
inmediata de las granzas de material, en la realización preferida,
la región 20 de fusión incluye un cuerpo cilíndrico 50' de extrusión
alargado a través del cual se fuerzan las granzas de material
metálico. Específicamente, un husillo de extrusión termoplástica,
tal como un husillo 60' interior de fusión, está contenido dentro
del cuerpo cilíndrico de la región 20 de fusión y es accionado,
preferiblemente, por un gran conjunto 22 de transmisión a fin de
rotar dentro de la región 20 de fusión. A medida que las granzas de
material se fuerzan a través de la región 20 de fusión,
preferiblemente por el husillo 60' interior de fusión a fin de tener
esencialmente un efecto de "muela de trigo", se produce energía
calorífica para fundir las granzas de material dispuestas dentro del
cuerpo cilíndrico 50'. En la realización preferida, al menos una
fuente de calor, preferiblemente rodeando la pared del cuerpo
cilíndrico 50' de la región 20 de fusión, aplica calor al cuerpo
cilíndrico 50'. Además, el husillo 60' interior de fusión contenido
en el cuerpo cilíndrico 50', incita preferiblemente, si no es que
fuerza, las granzas de material contra la superficie interior del
cuerpo cilíndrico 50'y de nuevo entre sí, ocasionando, por lo tanto,
un efecto cizalla que en la práctica añade la mayor cantidad de
calor a las granzas de material y mejora la fusión global del mismo
hasta que se facilite un material fundido suave, aún viscoso.
Como generalmente sólo las granzas de material no
proporcionan al endurecerse la necesaria reacción de formación de
espuma, salvo que se incorpore previamente un material o que se usen
agentes microencapsulados, y no se convierta en el producto de
espuma deseado acabado, el conjunto 10 de extrusión de espuma
incluye, además, un conjunto 26 de adición de agente. En la
realización preferida, el conjunto 26 de adición de agente añade un
agente formador de espuma a las granzas fundidas o de material de
fusión, preferiblemente a medida que pasan a través de la región 20
fundida. Además, en la realización preferida, el agente de formación
de espuma puede incluir fluorocarbono, hidro carbono y/u otros
agentes equivalentes de formación de espuma o mezclas de los mismos
los cuales añadirán volumen al producto acabado y fomentarán la
acción de formación de espuma cuando la fusión extruida emerja del
conjunto 10 de extrusión de espuma. Por supuesto, se sobreentiende
que otros agentes de formación de espuma también se pueden
desarrollar o proporcionar en el futuro en función del producto
acabado deseado y, de hecho, se pueden combinar con el material
termoplástico antes de su introducción en la región 20 de fusión.
Además, si se desea, y preferiblemente junto con el conjunto 26 de
adición de agente, un agente de coloración y/o un agente de
nucleación se puede añadir adicionalmente a las granzas de material
que se están fundiendo.
Además, preferiblemente incluido en la región 20
de fusión, hay un conjunto 27 de mezclado. El conjunto 27 de
mezclado está definido preferiblemente bien por todo o por al menos
parte del husillo 60' de fusión que, preferiblemente, incita a las
granzas de material fundido a través de la región 20 de fusión, y se
proporciona para obtener una fusión más eficaz a consecuencias del
efecto cizalla producido internamente y con el cuerpo cilíndrico
50'. El conjunto 27 de mezclado está estructurado para mezclar
sustancialmente las granzas de material fundido y el agente de
soplado entre sí, a fin de proporcionar una mezcla sustancialmente
homogénea de gránulos de material fundido y de agente espumante. A
este respecto, se piensa que es muy importante que una mezcla de
extrusión de espuma completa y uniforme de las granzas de material
fundido y del agente espumante se ocasionen con el fin de
proporcionar un producto acabado deseado que contenga pocas, si es
que contiene alguna, deformaciones, imperfecciones o estructuras
irregulares tales como bolsas de aire, estructuras irregulares de
celdas, etc.
Una vez que la mezcla de extrusión se ha
homogeneizado eficazmente, pasa, preferiblemente, directamente a la
segunda región 40 "de extracción de calor". Como se ilustra en
la figura 1, en relación con el conjunto preferido en tanden, esta
región 40 de extracción de calor puede comprender una estructura
separada, pero alternativamente, podría simplemente ser una
continuación de la región 20 de fusión, como en el caso
especialmente en la extrusión termoplástica que no forma espuma. Más
específicamente, en la realización preferida ilustrada en la figura
1, se puede proporcionar un conducto 30 de tipo conector a fin de
transferir la mezcla de extrusión desde la región 20 de fusión hasta
la región 40 de extracción de calor. La región 40 de extracción de
calor está estructurada para recibir y procesar la mezcla de
extrusión a través suyo y para extraer uniformemente el exceso de
calor desde esta mezcla de extrusión tal que la mezcla conseguirá
una temperatura apropiada extruible, a menudo entre 93 y 149ºC (de
200 a 300 grados Fahrenheit), en función del termoplástico que se
esté usando y de la cantidad de gas presente en su interior. En
particular, en el proceso de extrusión de espuma es necesario que se
proporcione la mezcla de extrusión a una viscosidad extruible
apropiada. Si la temperatura del material de extrusión es demasiado
caliente, el material también tendrá una viscosidad demasiado baja,
significando que será movediza y difícil que termine formando un
producto acabado o utilizable. De este modo, el material de
extrusión debe ser suficientemente refrigerado o ser suficientemente
viscoso, es decir, ser espesado y a modo de gel, con el fin de ser
moldeable y conformable por medio de un troquel 44, para que no que
sea tan viscoso que se endurezca prematuramente. Por consiguiente,
la región 40 de extracción de calor está estructurada para extraer
el exceso de calor de la mezcla de extrusión en una forma
controlada, uniforme y uniformemente distribuida de tal forma que
sustancialmente toda la mezcla de extrusión conseguirá una
temperatura extruible uniforme y eficaz, y tal que la temperatura
extruible se conseguirá a través de la mezcla de extrusión a un paso
aumentado respecto del que está comercialmente disponible.
Haciendo referencia ahora a la región 40 de
extracción de calor y al resto de las figuras, se ve que la
realización preferida de la región 40 de extracción de calor incluye
un cuerpo cilíndrico 50 alargado. El cuerpo cilíndrico 50 alargado
incluye al menos una entrada 31, tal como en el conducto 30
conector, visto en la figura 1, y al menos una salida, tal como en
el troquel 44, definido en la presente memoria. Como tal, en la
configuración preferida en tanden mostrada en la figura 1, la mezcla
de extrusión está recibida, preferiblemente, desde la región 20 de
fusión, en una forma completa o sustancialmente mezclada, a través
de la entrada 31 para el paso y el procesado a través del cuerpo
cilíndrico 50 antes de la conformación por el troquel 44. En esta
realización preferida, el procesado a realizar en la región 40 de
extracción de calor es preferiblemente el enfriado de la mezcla de
extrusión, aunque también se pueden conseguir en la presente memoria
fases añadidas, tales como el mezclado adicional.
Dispuestos de forma que cooperen con el cuerpo
cilíndrico 50 de la región 40 de extracción de calor hay una
estructura de extracción de calor. Específicamente, la estructura de
extracción de calor está estructurada para sacar calor,
preferiblemente del cuerpo cilíndrico 50 y, por consiguiente, sacar
calor de la mezcla de extrusión contenida dentro y que pasa a través
del cuerpo cilíndrico 50. En la realización preferida, la estructura
de extracción de calor incluye una estructura de refrigeración, tal
como una pluralidad de bobinas de refrigeración o canales 52,
dispuestos preferiblemente alrededor de un perímetro del cuerpo
cilíndrico 50. Como tal, la estructura 52 de extracción de calor
puede sacar una cantidad sustancial de calor del perímetro del
cuerpo cilíndrico 50 y, de hecho, sacará preferiblemente cantidades
sustanciales de calor de las cantidades de la mezcla de extrusión
dispuesta en una vecindad del perímetro 51 del cuerpo cilíndrico 50
como se describirá con más detalle subsiguientemente.
Contenida dentro del cuerpo cilíndrico 50, y
preferiblemente dimensionada para conseguir un encaje rotatorio
todavía preciso, hay un husillo 60 de extrusión termoplástica, tal
como un husillo de refrigeración de espuma. En particular, el
husillo 60 de extrusión está fabricado, preferiblemente, en acero
inoxidable y también está fabricado para ser genéricamente alargado
y, más preferiblemente, un husillo formado íntegramente que se
extiende la longitud del cuerpo cilíndrico 50. El husillo 60 de
extrusión también está, preferiblemente, conectado a un conjunto de
transmisión, como en 42, visto en la figura 1, que acciona de forma
rotatoria el husillo 60 de extrusión dentro del cuerpo cilíndrico
50, aunque también es posible que el husillo de extrusión sea
estacionario pero con una fuerza de entrada aplicada para incitar a
la mezcla de extrusión a través del cuerpo cilíndrico.
Independientemente, el husillo 60 de extrusión incluye,
preferiblemente, al menos un tramo 64 de husillo, que en una
realización más preferida está estructurado para envolverse
completamente alrededor de un árbol 62 central alargado a fin de
definir un tramo 64 de husillo alargado continuo, aunque una o más
palas rascadoras en ángulo también podrían definir el tramo. Además,
aunque la realización preferida incluye un único tramo 64 de
husillo, en una realización alternativa, como se ilustra en la
figura 7, dos o más tramos 64 y 64' de husillo pueden estar
dispuestos en línea entre sí o lado con lado, como en la alternativa
ilustrada a fin de definir al menos un recorrido de flujo para la
mezcla de extrusión. Por supuesto, se debe destacar que el tramo 64
de husillo puede que no necesite extenderse completamente a lo largo
del árbol 62 o del cuerpo cilíndrico 50 en función de los requisitos
de mezclado, de calentamiento y/o de refrigeración del sistema
particular y del polímero o material particular a usar como la base
para la mezcla de extrusión. Además, el ángulo específico de
incidencia del tramo 64 de husillo se puede variar a fin de regular
la velocidad a través de la cual la mezcla de extrusión fluye a
través del cuerpo cilíndrico 50.
El tramo 64 de husillo, que puede estar formado
por separado o integrado en el árbol 62 en una o unas piezas
continuas o segmentadas, está estructurado preferiblemente para
rotar al rotar todo el husillo 60 de extrusión. Además, el tramo 64
de husillo está estructurado para extenderse desde el árbol 62
alargado sustancialmente en relación muy próxima respecto de una
superficie 51 interior del cuerpo cilíndrico 50. De hecho, esta
relación muy próxima entre el tramo 64 de husillo y la superficie 51
interna del cuerpo cilíndrico 50 es, generalmente, para tolerancias
muy precisas (usualmente respecto de las cuales alrededor de 0,001
veces el diámetro interno del cuerpo cilíndrico que a menudo es,
aproximadamente, de 15,24 cm [6 pulgadas]), tal que la infiltración
mínima de la mezcla de extrusión pasa entre ellos al rotar el
husillo 60 de extrusión dentro del cuerpo cilíndrico 50. Además,
aunque la superficie del tramo 64 de husillo es preferiblemente
suave y, generalmente, de menor rozamiento que la superficie 51
interior del cuerpo cilíndrico 50, la naturaleza de la superficie 51
interior del cuerpo cilíndrico 51 es tal que se consigue el
movimiento a través del cuerpo cilíndrico. Por consiguiente, a
medida que rota el husillo 60 de extrusión, el movimiento relativo
entre el tramo 64 de husillo y la superficie 51 interna del cuerpo
cilíndrico tiende a incitar la mezcla de extrusión hacia delante,
como se ilustra por la flecha B en las figuras 1 y 2, según la
rotación del husillo 60 de extrusión, como se ilustra por la flecha
A. Este movimiento de la mezcla de extrusión hacia el extremo que
preferiblemente incluye la salida 44 del mismo, funciona para
arrastrar o empujar la mezcla de extrusión hacia delante, forzando
la fusión a través del troquel 44 a fin de formar el producto 45 de
espuma que se utiliza en al final en la formación de los productos
acabados.
Como se indicó previamente, la estructura 52 de
extracción de calor está dispuesta, preferiblemente, alrededor de un
perímetro del cuerpo cilíndrico 50 como se muestra en la figura 2.
En esta realización, se extrae más calor de las cantidades de la
mezcla de extrusión que están más cerca de la superficie 51 interior
del perímetro del cuerpo cilíndrico 50. Como se ha explicado, sin
embargo, consideraciones sustanciales se refieren a la velocidad a
la cual la mezcla de extrusión puede pasar a través de la región 40
de extracción de calor con el fin de alcanzar una temperatura
extruible apropiada. Por ejemplo, aunque simplemente aumentando la
velocidad de extracción de calor en sistemas convencionales parecía
que aumentaba una velocidad de producción, si se extrae calor
demasiado rápidamente en un intento por acelerar el proceso, las
cantidades de mezcla de extrusión que están más cerca del perímetro
del cuerpo cilíndrico 51 se convierten en sobre refrigeradas
respecto de las cantidades de la mezcla que están más cerca del
árbol 62 del husillo de extrusión. A consecuencia, el proceso de
extracción de calor de sistemas convencionales debe ser
sustancialmente lento con el fin de asegurar que toda la mezcla de
extrusión llega como la temperatura uniforme extruible.
Recíprocamente, la estructura de la presente
invención es tal que se puede conseguir una velocidad más rápida de
producción de la mezcla extruible a través de la región 40 de
extracción de calor, permitiendo que se retire un mayor grado de
calor por la estructura 52 de extracción de calor. Específicamente,
como se ilustra en las figuras 2 a 7, el tramo 64 de husillo del
husillo de extrusión termoplástica, y especialmente el husillo de
refrigeración de espuma de la presente invención, incluye al menos
un, pero preferiblemente una pluralidad de, canal(es) 90 de
circulación definido(s) en su interior. Los canales de
circulación 90 están situados preferiblemente a una distancia
separada entre sí a lo largo del tramo 64 de husillo, y pueden
extenderse a lo largo de todo el tramo 64 de husillo, si se desea.
Preferiblemente, los canales 90 de circulación están dispuestos en
una alineación genéricamente desviada entre sí a lo largo del tramo
64 de husillo continuo preferido, que puede ser visto bien desde una
vista superior o inferior del husillo 60 de extrusión a fin de
interrumpir un flujo y una velocidad de canal transversal, y a fin
de proporcionar un flujo más turbulento y mixto. Los canales de
circulación también están dispuestos, preferiblemente, en una región
más baja del tramo 64 de husillo a fin de estar en proximidad más
cercana respecto del árbol 62 de husillo que respecto de la
superficie 51 interior del cuerpo cilíndrico 50, y más
preferiblemente, están dispuestos genéricamente directamente
contiguos a de la raíz del husillo 60 de extrusión. Además, una
superficie perimétrica de los canales 90 de circulación está,
preferiblemente, completamente encerrada y definida por el tramo 64
de husillo.
Como mejor se muestra en la figura 2, cada tramo
64 de husillo incluye preferiblemente una superficie 70 de ataque,
una superficie 72 de salida y un borde 80 perimetral. Por
consiguiente, a medida que rota el tramo 64 de husillo, la
superficie 70 de ataque achica esencialmente la mezcla de extrusión
y la incita hacia la superficie 72 de salida de menor presión,
desplazando la mezcla de extrusión cerca del árbol 62 de husillo
hacia arriba hacia la superficie 51 interior del cuerpo cilíndrico
50, e interrumpiendo el flujo laminar normal de fusión, mientras lo
arrastra simultáneamente hacia delante hacia el troquel 44. En la
realización preferida, el canal 90 de circulación se extiende desde
la superficie 70 de ataque hasta la superficie 72 de salida, tal que
la mezcla de extrusión contenida dentro del cuerpo cilíndrico 50
pasa a través del canal 90 de circulación, como en el sentido
ilustrado por la flecha C, mostrada en la figura 4, al rotar el
tramo 64 de husillo. Además, a medida que las cantidades de mezcla
de extrusión se desplazan desde el lado de la superficie de ataque
del tramo 64 de husillo hasta el lado de la superficie de salida del
tramo de husillo, las cantidades de la mezcla de extrusión
dispuestas generalmente en la superficie 72 de salida del tramo 64
de husillo están desplazadas y son empujadas hacia arriba, hacia la
superficie 51 interior del cuerpo cilíndrico 50. Esta circulación de
la mezcla de extrusión a través de los canales 90 de circulación
asegura sustancialmente que una distribución homogénea, uniforme de
la refrigeración se consigue a través de toda la cantidad de la
mezcla de extrusión, y que, en consecuencia, una mayor cantidad de
calor se puede extraer uniformemente a fin de permitir una velocidad
de flujo más rápida. Específicamente, se puede extraer más calor y
la velocidad de movimiento se puede aumentar utilizando la presente
invención ya que la mayor extracción de calor se esparce a través de
toda la mezcla de extrusión y ninguna parte de la mezcla se
refrigera más que otra en un intento por extraer calor de las
regiones despreciadas. De hecho, a modo de experimentación se ha
destacado que con la presente invención, la cantidad de producción
de espuma en algunos sistemas ha aumentado en más de 181,6 kg (400
libras) por hora, representando un aumento sustancial en la
producción sobre los máximos presentados previamente de
aproximadamente 431,3 kg (950 libras) por hora, lo que representa un
40% de aumento en la productividad.
Volviendo a las figuras 3, 5 y 6 a fin de
proporcionar más eficacia para la circulación de la mezcla de
extrusión a través de los canales 90 de circulación, en una
realización preferida de la figura 5, los canales 90 de circulación
están ahusados hacia dentro desde la superficie 70 de ataque hasta
la superficie 72 de salida, del tramo 64 de husillo. Una
configuración como ésta esencialmente achica cantidades máximas de
la mezcla de extrusión para la circulación a través suyo, y tiende a
proporcionar un efecto "chorro" que maximiza una velocidad de
flujo a través del canal 90 de circulación y se consigue una
interrupción aumentada del estado de la mezcla de extrusión por
detrás de la superficie 72 de salida. Además, el canal 90 de
circulación está preferiblemente estructurado para ser
sustancialmente corto en longitud y con una zona de entrada mayor
que el área de salida. En consecuencia, a medida que el flujo
converge y pasa rápidamente a través del canal 90 de circulación, la
mezcla de extrusión tiende a exhibir un hinchado máximo al salir del
canal 90 de circulación, una característica que también tiende a
interrumpir los patrones del flujo y se aumenta un mezclado y
circulación de la mezcla de extrusión. Además, en la realización
preferida, y como mejor se ve en la figura 3, dos de los bordes del
canal 90 de circulación, tales como los bordes 101 y 103 izquierdo y
derecho, están ahusados hacia dentro para conseguir el efecto chorro
descrito en lo que antecede y la convergencia de flujo, mientras dos
de los bordes, tales como los bordes 100 y 102 superior e inferior,
son genéricamente planos. El efecto de los bordes planos es para,
genéricamente, traducirse en un deslizamiento y torrente errático a
través del canal 90 de circulación, creando vórtices de flujo y
rompiendo el flujo sobre el lado de la superficie de salida del
tramo de husillo. De hecho, a consecuencia de la estructura de la
zona de entrada asimétrica periférica, vuelta a citar en lo que
antecede, se consigue la homogenización aumentada de la mezcla de
extrusión y, en el caso de husillo de refrigeración de espuma, se
consigue una mayor circulación para una refrigeración más uniforme
de la mezcla de extrusión. En una alternativa, la realización menos
preferida del canal 90' de circulación, como se ilustra en la figura
6, se puede proporcionar un ahusado hacia dentro tanto desde la
superficie 70 de ataque como desde la superficie 72 de salida a fin
de canalizar la mezcla de extrusión a través de los canales 90' de
circulación.
Por último, y como se indicó previamente, el
borde 80 perimetral del tramo 64 de husillo está, sustancialmente,
dispuesto en relación muy próxima respecto de la superficie 51
interior el cuerpo cilíndrico 50 de extrusión de espuma con el fin
de minimizar el filtrado entre ellos, a medida que rota el tramo 64
de husillo y la mezcla de extrusión de espuma se fuerza hacia
delante. En la realización preferida ilustrada, y a fin de conseguir
una rotación mejorada y más eficaz, el borde 80 del perímetro del
tramo 64 de husillo está preferiblemente biselado con una parte 84
de salida en ángulo que se aleja de la superficie 51 interior del
cuerpo cilíndrico 50 y una parte 82 de ataque que confronta y se
corresponde genéricamente con el contorno de la superficie 51
interior del cuerpo cilíndrico 50. Una configuración como ésta
consigue el necesario efecto de rascado, mientras también minimiza
el área de la superficie que entra en estrecho contacto proximal con
la superficie 51 interior del cuerpo cilíndrico 50, para dar como
resultado la reducción de potencial calor por cizalla.
Claims (20)
1. Un husillo de extrusión de potenciación de la
homogenización (60) adaptado para estar dispuesto dentro de un
cuerpo cilíndrico (50) de extrusión de un conjunto (10) de extrusión
termoplástica, comprendiendo el mencionado husillo (60):
un árbol (62) alargado, dispuesto el mencionado
árbol alargado en el cuerpo cilíndrico de extrusión;
al menos un tramo (64) de husillo que se extiende
desde el mencionado árbol alargado;
incluyendo el mencionado tramo de husillo una
superficie (70) de ataque, una superficie (72) de salida y un borde
(80) perimetral;
estando estructurado y dispuesto el mencionado
tramo (64) de husillo de tal forma que el borde perimetral del
mencionado tramo de husillo esté dispuesto en una relación
sustancialmente muy próxima respecto de una superficie (51) interior
del cuerpo cilíndrico (50) de extrusión. y una mezcla de extrusión
contenida en el cuerpo cilíndrico de extrusión se desplaza hasta un
extremo del cuerpo cilíndrico de extrusión al menos parcialmente a
consecuencia del mencionado tramo de husillo; y
incluyendo el mencionado tramo de husillo al
menos un canal (90) de circulación que se extiende desde la
mencionada superficie de ataque hasta la superficie de salida del
mismo, estando estructurado el mencionado canal (90) de circulación
para permitir que una cantidad de la mezcla de extrusión, dispuesta
en la mencionada superficie de ataque del mencionado tramo de
husillo y en relación de mucha proximidad desde la superficie
interior del cuerpo cilíndrico de extrusión, pase a través suyo
hacia la mencionada superficie de salida del mencionado tramo de
husillo e incitar, de este modo, una cantidad de la mezcla de
extrusión dispuesta en la mencionada superficie de salida del
mencionado tramo de husillo y en relación separada respecto de la
superficie interior del cuerpo cilíndrico de extrusión para
desplazarse hacia arriba, hacia la superficie interior del cuerpo
cilíndrico de extrusión; y
siendo mayor una zona de entrada del mencionado
canal (90) de circulación que una zona de salida del mencionado
canal (90) de circulación a fin de maximizar una velocidad de flujo,
y de hinchar la mencionada mezcla de extrusión desde el mencionado
canal de circulación.
2. Un husillo de extrusión de potenciación de la
homogenización según la reivindicación 1, en el cual el mencionado
canal (90) de circulación define una distancia genéricamente
separada respecto del mencionado borde (80) perimetral del
mencionado tramo (64) de husillo.
3. Un husillo de extrusión de potenciación de la
homogenización según las reivindicaciones 1 ó 2, en el cual el
mencionado canal (90) de circulación incluye al menos un borde (101,
103) ahusado hacia dentro que se extiende desde la mencionada
superficie (70) de ataque del mencionado tramo de husillo hacia la
superficie de salida del mencionado tramo de husillo, y estructurado
para maximizar la cantidad de la mencionada mezcla de extrusión que
entra en el mencionado canal (90) de circulación, y para maximizar
una velocidad de flujo y un hinchado de la mencionada mezcla de
extrusión desde el mencionado canal de circulación.
4. Un husillo de extrusión de potenciación de la
homogenización según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
en el cual el mencionado canal (90) de circulación incluye al menos
un borde (100, 102) genéricamente plano, estructurado para maximizar
un deslizamiento de la mencionada mezcla de extrusión a través del
mencionado canal (90) de circulación, y crear un vórtice de flujo en
la mencionada superficie de salida del mencionado tramo de husillo,
maximizando, de este modo, una homogenización de la mencionada
mezcla de extrusión.
5. Un husillo de extrusión de potenciación de la
homogenización según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
en el cual el mencionado canal (90) de circulación incluye una zona
de entrada asimétrica a fin de interrumpir un patrón de flujo de la
mencionada mezcla de extrusión a través del mencionado canal de
circulación y maximizar, de este modo, una homogenización del
mismo.
6. Un husillo de extrusión de potenciación de la
homogenización según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
incluyendo una pluralidad de los mencionados canales (90, 90') de
circulación dispuestos a lo largo de una longitud del mencionado
árbol (62) alargado en relación genéricamente desviada entre sí.
7. Un husillo de extrusión de potenciación de la
homogenización según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
en el cual el mencionado borde (80) perimetral está biselado con una
parte de ataque del mismo en ángulo alejándose de la superficie (51)
interior del cuerpo cilíndrico (50) de extrusión, a fin de facilitar
el movimiento de rotación del mencionado tramo (64) de husillo
respecto del cuerpo cilíndrico (50) de extrusión sin la generación
sustancial de calor por cizalla e filtrado entre el mencionado borde
(80) perimetral del mencionado tramo de husillo y el cuerpo
cilíndrico (50) de extrusión.
8. Un conjunto (10) de extrusión de espuma
termoplástica que comprende:
a) una región (20) de fusión estructurada para
recibir y fundir una pluralidad de granzas de material;
b) un conjunto (26) de adición de agente,
estructurado para añadir un agente espumante a las mencionadas
granzas de material;
c) un conjunto (27) de mezclado, estructurado
para mezclar sustancialmente los mencionados gránulos de material
fundido y el mencionado agente espumante;
d) una región (40) de extracción de calor
estructurada para extraer el calor en exceso de la mencionada mezcla
de gránulos de material fundido y de agente espumante, de tal forma
que la mencionada mezcla de gránulos de material fundido y de agente
espumante esté a una temperatura extruible, comprendiendo la
mencionada región de extracción de calor:
un cuerpo cilíndrico (50) alargado, incluyendo el
mencionado cuerpo cilíndrico al menos una entrada (30, 31) y al
menos una salida (44) definidas en su interior, estando estructurada
la mencionada entrada para recibir la mencionada mezcla de gránulos
fundidos y de agente espumante a través suyo, para pasar al
mencionado cuerpo cilíndrico,
una estructura (52) de extracción de calor
dispuesta de forma que colabore con el mencionado cuerpo cilíndrico
(50) y estructurada para sacar calor del mencionado cuerpo
cilíndrico;
un husillo (60) de extrusión según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, estando estructurado y dispuesto
el mencionado husillo de extrusión dentro del mencionado cuerpo
cilíndrico (50) de tal forma que la mencionada mezcla de gránulos
fundidos y de agente espumante se incita hacia la mencionada salida
(44) del mencionado cuerpo cilíndrico (50), y
estando estructurado el mencionado canal (90) de
circulación para recibir cantidades de la mencionada mezcla de
gránulos fundidos y de agente espumante a través suyo a fin de
circular la mencionada mezcla de gránulos fundidos y de agente
espumante hacia el mencionado cuerpo cilíndrico (50) para una
refrigeración más eficaz y completa del mismo; y
e) un troquel (44) estructurado para recibir la
mencionada mezcla de gránulos fundidos y de agente espumante a la
mencionada temperatura extruible a su través.
9. Un conjunto de extrusión de espuma según la
reivindicación 8, en el cual el mencionado canal (90) de circulación
tiene, sustancialmente una longitud corta y está estructurado para
minimizar un tiempo de compresión de la mencionada mezcla de
gránulos fundidos y de agente espumante, y para maximizar un
hinchado del mismo al salir del mencionado canal de circulación.
10. Un conjunto de extrusión de espuma según la
reivindicación 8, en el cual la mencionada estructura (52) de
extracción de calor está dispuesta genéricamente alrededor de un
perímetro del mencionado cuerpo cilíndrico (50) a fin de sacar una
cantidad sustancial del mencionado calor de la mencionada mezcla de
gránulos fundidos y de agente espumante dispuestos en una vecindad
del mencionado perímetro del mencionado cuerpo cilíndrico.
11. Un conjunto de extrusión de espuma según la
reivindicación 10, en el cual el mencionado canal (90) de
circulación está estructurado para desplazar las mencionadas
cantidades de la mencionada mezcla de gránulos fundidos y de agente
espumante dispuestos en una vecindad de una base del mencionado
tramo de husillo hacia el mencionado perímetro del mencionado cuerpo
cilíndrico (50) para una refrigeración eficaz del mismo, por la
mencionada estructura (52) de extracción de calor.
12. Un conjunto de extrusión de espuma según la
reivindicación 11, en el cual la mencionada estructura (52) de
extracción de calor incluye una estructura de refrigeración
dispuesta alrededor del mencionado perímetro del mencionado cuerpo
cilíndrico (50).
13. Un conjunto de extrusión de espuma según
cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, incluyendo una pluralidad
de los mencionados tramos de husillo dispuestos a una distancia
separada entre sí.
14. Un conjunto de extrusión de espuma según la
reivindicación 8, en el cual el mencionado tramo (64) de husillo
está estructurado y dispuesto para extenderse a lo largo de una
longitud del mencionado árbol (62) alargado.
15. Un conjunto de extrusión de espuma según la
reivindicación 8, en el cual el mencionado tramo (64) de husillo
está dispuesto a fin de definir al menos un recorrido del flujo a lo
largo de una longitud del mencionado árbol (62) alargado.
16. Un conjunto de extrusión de espuma según la
reivindicación 8, en el cual el mencionado tramo (64) de husillo
está estructurado para rotar respecto del mencionado cuerpo
cilíndrico (50) sin filtrado sustancial de la mencionada mezcla de
gránulos fundidos y de agente espumante entre el mencionado tramo de
husillo y el mencionado cuerpo cilíndrico.
17. Un procedimiento de refrigeración de una
mezcla de extrusión de espuma hasta una temperatura extruible a
medida que la mezcla de extrusión de espuma pasa a través de un
cuerpo cilíndrico (50) alargado, comprendiendo las etapas de:
sacar calor de una superficie perimétrica del
cuerpo cilíndrico (50);
hacer rotar un husillo (60) de extrusión alargado
dentro del cuerpo cilíndrico (50) a fin de incitar a la mezcla de
extrusión hacia una salida del cuerpo cilíndrico; y
hacer pasar al menos algo de la mezcla de
extrusión a través de un canal (90) de circulación definido en al
menos un tramo (64) de husillo del husillo (60) de extrusión y que
tiene un área de entrada mayor que un área de salida, a fin de
circular al menos algunas cantidades de la mezcla de extrusión que
están dispuestas a una distancia separada de la superficie
perimétrica del cuerpo cilíndrico hacia la superficie perimétrica
del cuerpo cilíndrico, consiguiendo, de este modo, una refrigeración
sustancialmente uniforme de la mezcla de extrusión.
18. Un procedimiento según la reivindicación 17,
comprendiendo el mencionado procedimiento, además, la etapa de:
hacer pasar al menos algo de la mezcla de
extrusión a través de un canal (90) de circulación definido en al
menos un tramo (64) de husillo del husillo (60) de extrusión y que
tiene al menos un borde ahusado hacia dentro que se extiende desde
una superficie de ataque del mencionado tramo de husillo hacia una
superficie de cola del mencionado tramo de husillo, a fin de hacer
circular al menos algunas cantidades de la mezcla de extrusión que
están dispuestas a una distancia separada de la superficie
perimétrica del cuerpo cilíndrico hacia la superficie perímetrica
del cuerpo cilíndrico, y para maximizar la cantidad y la velocidad
de flujo de la mencionada mezcla de extrusión que entra en el
mencionado canal de circulación, consiguiendo, de este modo, una
refrigeración sustancialmente uniforme de la mezcla de
extrusión.
19. Un procedimiento según las reivindicaciones
17 ó 18, comprendiendo el mencionado procedimiento, además, la etapa
de:
hacer pasar al menos algo de la mezcla de
extrusión a través de un canal (90) de circulación definido en al
menos un tramo (64) de husillo del husillo (60) de extrusión y que
tiene un área de entrada asimétrica, a fin de hacer circular al
menos algunas cantidades de la mezcla de extrusión que están
dispuestas a una distancia separada de la superficie perimétrica del
cuerpo cilíndrico (50) hacia la superficie perimétrica del cuerpo
cilíndrico, y para alterar un patrón de flujo de la mencionada
mezcla de extrusión a través del mencionado canal de circulación,
consiguiendo, de este modo, una refrigeración sustancialmente
uniforme de la mezcla de extrusión.
20. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19, comprendiendo el mencionado procedimiento,
además, las etapas de:
hacer rotar el mencionado del husillo (60) de
extrusión alargado que tiene un borde perimetral que está biselado
con una parte de salida del mismo en ángulo alejándose de una
superficie interior del cuerpo cilíndrico, dentro del cuerpo
cilíndrico, a fin de presionar a la mezcla de extrusión hacia una
salida del cuerpo cilíndrico sin generación sustancial de calor por
cizalla; y
hacer circular al menos algunas cantidades de la
mezcla de extrusión que están dispuestas a una distancia separada
respecto de la superficie perimétrica del cuerpo cilíndrico hacia la
superficie perimétrica del cuerpo cilíndrico a fin de conseguir una
refrigeración sustancialmente uniforme de la mezcla de
extrusión.
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