ES2285204T3 - Aparato para el moldeo de tubos con turbulencia de aire en el tunel de moldeo. - Google Patents
Aparato para el moldeo de tubos con turbulencia de aire en el tunel de moldeo. Download PDFInfo
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Abstract
Aparato de extrusión (1) que expulsa una longitud continua de producto plástico hueco (15), comprendiendo dicho aparato (1) un extrusor (3) el cual alimenta plástico fundido, a través de un equipo matriz (5; 31; 41; 81), a un túnel de moldeo (7) formado por bloques de moldeo (9) con capacidad de movimiento, en disposición lado a lado, estando el producto plástico (15) conformado por el túnel de moldeo (7), incluyendo dicho aparato (1) medios (17, 19, 23; 33, 34, 35, 39; 65, 63, 61, 67; 73, 75, 77) para proporcionar turbulencias de aire para ayudar en la conformación del producto (15), comprendiendo dichos medios (17, 19, 23; 33, 34, 35, 39; 65, 63, 61, 67; 73, 75, 77) un elemento para movimiento de aire motorizado (17; 33; 65; 73, 75) el cual está situado de forma interna al producto (15) en el túnel de moldeo (2), una fuente de energía (23) para motorizar dicho elemento de movimiento de aire (17; 33; 65; 73; 75), estando situada dicha fuente de energía (23) de forma externa al túnel de moldeo (7), y un transmisor de potencia (19; 39; 61, 67; 77) que alimenta desde dicha fuente de energía (23) a dicho elemento de movimiento de aire (17; 33; 65; 73, 75), caracterizado porque dicho transmisor de potencia (19; 39; 61, 67; 77) alimenta a través de dicho equipo matriz (5; 31; 41; 81).
Description
Aparato para el moldeo de tubos con turbulencia
de aire en el túnel de moldeo.
La presente invención se refiere a un aparato de
extrusión que expulsa una longitud continua de producto plástico
hueco, comprendiendo dicho aparato un extrusor que suministra
plástico fundido a través de un equipo matriz a un túnel de moldeo
formado por bloques de moldeo con capacidad de movimiento, en
disposición lado a lado, siendo formado el producto plástico dentro
del túnel de moldeo, incluyendo dicho aparato medios para
proporcionar turbulencia de aire para ayudar en la conformación del
producto, comprendiendo dichos medios un elemento motorizado de
circulación de aire, que está situado de forma interna al producto
en el túnel de moldeo, una fuente de energía para motorizar dicho
elemento de circulación de aire, estando dicha fuente situada de
forma externa al túnel de moldeo, y un transmisor de potencia que
suministra desde dicha fuente de energía a dicho elemento de
circulación de aire.
Se conoce un aparato de extrusión de este tipo a
partir del documento
US-A-5.525.829.
En el aparato conocido, el elemento de
circulación de aire es un soplante dispuesto dentro de un eje
alargado hueco que, a su vez, está dispuesto con su extremo
ascendente en una caperuza de enfriamiento. El gas de enfriamiento
se introduce a través de dicho eje hueco desde el extremo abierto
descendente del túnel de moldeo al extremo ascendente del eje
hueco, donde está dispuesto dicho rotor. El rotor está conectado a
un eje que discurre desde el extremo ascendente del eje alargado
hueco en dirección descenden-
te.
te.
Se conoce que en los extrusores de plástico que
utilizan túneles de moldeo móviles es importante suministrar
enfriamiento eficiente dentro del túnel de moldeo. Esta eficiencia
es necesaria porque un túnel de moldeo móvil es relativamente corto
en longitud en comparación con extrusores fijos.
La empresa Corma Inc. de Toronto, Ontario,
Canadá, ha desarrollado durante estos últimos años diferentes
métodos de enfriamiento para enfriar tubos plásticos formados en un
extrusor de túnel de moldeo móvil. Algunos de estos métodos han
supuesto la inyección de aire desde el extremo descendente del túnel
de moldeo en dirección ascendente en el túnel de moldeo. Corma Inc.
ha evitado el movimiento de aire de enfriamiento en dirección
descendente al túnel de moldeo porque esto exigiría que el aire de
enfriamiento atravesara y, de manera indeseada, enfriara el equipo
matriz en uso. También se calentaría el aire de enfriamiento. Este
equipo matriz debe permanecer en su estado caliente para producir
un flujo adecuado de plástico fundido a través del equipo matriz al
túnel de moldeo.
Actualmente Corma Inc. ha descubierto que el
tubo hecho en un extrusor que utiliza un túnel de moldeo móvil
puede ser asistido en su formación dentro del túnel de moldeo
utilizando turbulencia de aire sólo de forma interna al túnel de
moldeo, sin tener que añadir necesariamente enfriamiento adicional a
la turbulencia de aire.
Con el aparato de extrusión mencionado al
principio, la mejora radica en el hecho de que dicha transmisión de
potencia se suministra desde dicha fuente de energía a través de
dicho equipo matriz a dicho elemento de circulación de aire, según
la reivindicación 1.
Otras realizaciones son el objeto de las
reivindicaciones dependientes.
En vista del descubrimiento de Corma Inc., la
presente invención se refiere a un aparato de extrusión que expulsa
longitudes continuas de producto plástico hueco, por ejemplo, tubo
plástico o similar, y que tiene turbulencia interna en el túnel de
moldeo. El aparato comprende un extrusor que suministra plástico
fundido a través de un equipo matriz a un túnel de moldeo formado
por bloques de moldeo con capacidad de movimiento, en disposición
lado a lado. El producto plástico se conforma dentro del túnel de
moldeo. El aparato incluye medios para proporcionar turbulencia de
aire para ayudar en la conformación del producto. Los medios para
proporcionar turbulencia de aire comprenden un elemento de
circulación de aire que está situado físicamente de forma interna
al producto en el túnel de moldeo. También se proporciona una fuente
de energía para el elemento de circulación de aire. Sin embargo, la
fuente de energía está situada de forma externa al túnel de moldeo
y motoriza el elemento de circulación de aire a través de una
transmisión de potencia que se suministra desde la fuente de
energía a través del equipo matriz al elemento de circulación de
aire.
De acuerdo con la invención descrita
anteriormente, no hay transmisión de aire en movimiento a través del
equipo matriz, lo que tendría un efecto adverso de enfriamiento del
equipo matriz. Por el contrario, incluso aunque la fuente de
energía para el elemento de circulación de aire está en el exterior
del túnel de moldeo, el único movimiento de aire se crea de forma
interna al túnel de moldeo con los medios para transmitir energía
desde la fuente de energía al elemento de circulación de aire
alimentado a través del equipo matriz. Esta transmisión no produce
ningún enfriamiento adverso del equipo matriz.
El suministro de energía al elemento de
circulación de aire desde la fuente de energía al elemento de
circulación de aire a través del equipo matriz en dirección
ascendente del túnel de moldeo elimina la necesidad de colocar un
equipo de funcionamiento adicional en el extremo descendente del
túnel, en el que sería difícil de situar a causa de la continua
expulsión del producto a través del extremo descendente del
túnel.
Las ventajas y características anteriores así
como otras de la presente invención se describen con mayor detalle,
según las realizaciones preferentes de la presente invención, en las
que:
la figura 1 es una vista esquemática de un
extrusor de tubo plástico con un túnel de moldeo móvil que incorpora
turbulencia de aire dentro del túnel de moldeo según una
realización preferente de la presente invención;
la figura 2 es una vista, a mayor escala, de la
zona interna del túnel de moldeo de la figura 1;
la figura 3 es una vista lateral del equipo
matriz con las características de turbulencia de aire en el extremo
descendente para ser incorporado en un extrusor de tubo plástico con
túnel de moldeo móvil según otra realización preferente de la
presente invención;
la figura 4 es una vista, a mayor escala, del
extremo descendente del equipo matriz de la figura 3;
la figura 5 es una vista lateral del equipo
matriz con las características de turbulencia de aire en el extremo
descendente para ser incorporado en un extrusor de tubo plástico con
un túnel de moldeo móvil, según otra realización adicional
preferente de la presente invención.
la figura 6 es una vista, a mayor escala, del
extremo descendente del equipo matriz de la figura 5; y
la figura 7 es una vista, a mayor escala, del
extremo descendente del equipo matriz para utilizar con un extrusor
de tubo plástico según otra realización preferente de la presente
invención.
La figura 1 muestra un aparato extrusor de tubo,
indicado generalmente como (1). Este aparato incluye un extrusor
(3) que proporciona una cantidad de plástico fundido a lo largo del
equipo matriz (5) a un túnel de moldeo con capacidad de movimiento,
indicado generalmente como (7). Este túnel de moldeo está formado
por secciones de bloques del moldeo (9) en lados opuestos del
túnel. Las secciones de bloques de moldeo se mueven lado con lado
entre sí y se cierran alrededor del extremo descendente del equipo
matriz para proporcionar una trayectoria de moldeo para formar una
longitud continua del tubo plástico, indicado generalmente como
(15). Una caperuza de enfriamiento (13) está situada en el extremo
descendente del equipo matriz (5), sobre el que discurre el
plástico desde el equipo matriz para ayudar a dar forma al tubo que
también está en su lugar, en las caras del molde por succión a
través de los bloques de moldeo.
Según la presente invención, la turbulencia de
aire se crea de forma interna al tubo (15) mientras el tubo
permanece en el túnel de moldeo. La turbulencia de aire ayuda en la
conformación del tubo mientras está en el túnel de moldeo.
La turbulencia de aire está proporcionada por
medio de un elemento de circulación de aire, por ejemplo, un rotor
(17) que está físicamente situado de forma interior al tubo en el
extremo descendente de la caperuza de enfriamiento (13). En la
realización mostrada en la figura 1 de los dibujos, el rotor (17)
que, tal como se ve mejor en la figura 2 de los dibujos, comprende
una rueda giratoria que tiene una serie de cuchillas (18) de forma
periférica a la rueda. Esta rueda gira por medio de un eje de
tracción (19). Este eje de tracción se ajusta a través de un canal
(6) de forma central al equipo matriz (5) y, a continuación, a
través de otro canal (14) de forma central a la caperuza de
enfriamiento (13) al rotor (17).
El eje (19) tiene un extremo ascendente que está
situado en el extremo ascendente del equipo matriz (5) y que gira
por medio de un motor (23) situado en el exterior del equipo matriz.
El motor (23) es activado por medio de una fuente de energía
eléctrica (21) conectada en (25) al motor (23).
La figura 3 de los dibujos muestra una versión
modificada de una tracción para un rotor de forma interna a un
túnel de moldeo móvil. Más específicamente, la figura 3 muestra el
equipo matriz (31) y caperuza de enfriamiento asociado (41). Un
rotor (33) que produce turbulencia está dispuesto en el extremo
descendente de la caperuza de enfriamiento (41). En este caso, el
motor (35) para girar el rotor (33) está colocado directamente al
lado del rotor. La caperuza de enfriamiento (41) está rebajada en
su extremo descendente, proporcionando soporte de montaje para el
motor (35). A continuación, el motor (35) incluye un eje (34) que se
extiende hasta el rotor (33).
El cable (39) que proporciona energía eléctrica
para el motor (35) se suministra de forma central a través de la
caperuza de enfriamiento (41) en dirección ascendente en retroceso a
través de un canal central (37) dispuesto en el equipo matriz (31).
A continuación, este cable se conecta a una fuente de energía en el
exterior del aparato.
En los dos casos anteriores, el rotor funciona
por medio de un motor de accionamiento eléctrico que, en un
ejemplo, está situado en el exterior del equipo matriz y el túnel de
moldeo y que, en otro ejemplo, está situado directamente dentro del
túnel de moldeo. Sin embargo, en los dos casos, la energía eléctrica
para el motor está situada en el exterior del equipo matriz y, en
ninguno de ellos, la conexión desde la energía al rotor produce
ningún enfriamiento del equipo matriz.
Las figuras 5 y 6 muestran otra realización
preferente de la presente invención. Según esta realización un
elemento de circulación de aire (65) con rueda de paletas está
dispuesto en el extremo descendente de una caperuza de enfriamiento
(58) que, a su vez, está dispuesta en el extremo descendente del
equipo matriz (51). La caperuza de enfriamiento, el extremo
descendente del equipo matriz y la rueda con paletas (65), durante
su uso, está todo situado de forma interna en un túnel de moldeo
móvil de un extrusor de plástico.
En esta realización específica, el equipo matriz
(51) tiene un canal central (53) que suministra agua bajo presión
al serpentín con espiras cerradas (59), que se arrollan
helicoidalmente alrededor de la caperuza de enfriamiento (58). La
matriz (51) está aislada satisfactoriamente alrededor del paso de
suministro de agua (53) para asegurar que la matriz no se enfríe
adversamente por el agua y para asegurar además que el agua no sea
calentada de manera significativa por la matriz antes de alcanzar la
caperuza de enfriamiento.
Según la presente invención, el agua presurizada
que fluye a través de la matriz y, a continuación, fluye a través
de la caperuza de enfriamiento es exterior a la caperuza de
enfriamiento en una línea de flujo más alejada (61). Esta línea de
flujo dirige el agua todavía bajo presión a una turbina de agua
(63). La turbina de agua (63) está conectada por medio de un eje de
transmisión (64) a la rueda afilada (65). La turbina de agua está
cerrada de manera estanca de tal manera que el agua en la turbina no
escapa al interior del túnel de moldeo, sino que, en vez de ello,
sale de la turbina a una salida de agua (67), que, a continuación,
regresa a través del paso (53) al equipo matriz (51).
La fuente de presión para el agua que impulsa la
turbina (63) y gira el rotor (65) está dispuesta de forma externa
al equipo matriz. En este caso, el flujo de agua presurizada desde
esa fuente proporciona la transmisión de potencia desde la fuente
de agua presurizada a través del equipo matriz a la turbina y al
rotor.
La figura 7 de los dibujos muestra otra
realización preferente de la presente invención. Según esta
realización, un sistema de turbulencia de aire, indicado
generalmente como (71), se utiliza para ayudar en la conformación
de un tubo plástico (P) de forma interna a un túnel de moldeo de un
extrusor plástico. El sistema de turbulencia (71) comprende una
paleta de propulsión, formada por una serie de elementos de pala,
cada una de los cuales tiene una parte exterior de la pala más
grande (73) y una parte interior de la pala más pequeña (75)
asegurada a un eje de accionamiento (77). El eje de accionamiento
(77) se extiende en dirección ascendente de forma central a través
de una caperuza de enfriamiento (79) y un equipo matriz (81) del
equipo de extrusión. Nuevamente, la fuente de energía eléctrica
para girar el eje (77) y la paleta de propulsión, montada en el eje,
está situada de forma externa al equipo matriz.
En esta realización específica, la paleta de
propulsión de la pala crea un modelo de flujo de aire extremadamente
eficiente. Más particularmente, la turbulencia creada por las
partes exteriores de la pala (73) es mayor que la turbulencia
creada por las partes interiores (75) de las palas. Esto produce un
modelo de flujo de aire de forma interna al túnel de moldeo, en el
que el aire movido por las partes exteriores de la pala, indicado
por las flechas (74), es aire a presión relativamente alta, forzado
a moverse en una dirección contracorriente a lo largo de la
superficie interior del tubo (P). Esta turbulencia de aire a lo
largo del tubo ayuda a conformar el tubo mientras que está en el
interior del túnel de moldeo.
Como resultado de lo anterior, el aire en el
interior del tubo, que se calienta como resultado de su proximidad
al tubo, es impulsado hacia el exterior por el extremo abierto
descendente del túnel de moldeo por medio de las palas. Al mismo
tiempo, las partes de la pala (75) que producen una presión de aire
menor que las partes de la pala (73) actúan como una extracción de
aire de presión negativa. Por lo tanto, las partes internas de la
pala arrastran el aire más frío en la dirección de las flechas (76)
desde el exterior del túnel de moldeo hacia el interior del extremo
abierto del túnel en una dirección ascendente en retroceso a la pala
del propulsor. A continuación, este aire actúa como aire de
sustitución para el aire desplazado por las palas en la dirección
descendente y tiene la ventaja de que está más frío que el aire
desplazado.
Si se requiere conformación adicional del tubo
en el túnel de moldeo, entonces también se puede introducir más
aire de sustitución enfriado específicamente con el objetivo de
enfriar el tubo desde el extremo descendente del túnel de moldeo.
Además, se puede añadir humedad, tal como se indica en (81), al aire
de sustitución para proporcionar enfriamiento adicional al tubo en
el túnel de moldeo.
Aunque se han descrito en detalle varias
realizaciones preferentes de la presente invención, los expertos en
la materia apreciarán que se pueden hacer variaciones sin salirse
del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (11)
1. Aparato de extrusión (1) que expulsa una
longitud continua de producto plástico hueco (15), comprendiendo
dicho aparato (1) un extrusor (3) el cual alimenta plástico fundido,
a través de un equipo matriz (5; 31; 41; 81), a un túnel de moldeo
(7) formado por bloques de moldeo (9) con capacidad de movimiento,
en disposición lado a lado, estando el producto plástico (15)
conformado por el túnel de moldeo (7), incluyendo dicho aparato (1)
medios (17, 19, 23; 33, 34, 35, 39; 65, 63, 61, 67; 73, 75, 77) para
proporcionar turbulencias de aire para ayudar en la conformación
del producto (15), comprendiendo dichos medios (17, 19, 23; 33, 34,
35, 39; 65, 63, 61, 67; 73, 75, 77) un elemento para movimiento de
aire motorizado (17; 33; 65; 73, 75) el cual está situado de forma
interna al producto (15) en el túnel de moldeo (2), una fuente de
energía (23) para motorizar dicho elemento de movimiento de aire
(17; 33; 65; 73; 75), estando situada dicha fuente de energía (23)
de forma externa al túnel de moldeo (7), y un transmisor de
potencia (19; 39; 61, 67; 77) que alimenta desde dicha fuente de
energía (23) a dicho elemento de movimiento de aire (17; 33; 65; 73,
75), caracterizado porque dicho transmisor de potencia (19;
39; 61, 67; 77) alimenta a través de dicho equipo matriz (5; 31; 41;
81).
2. Aparato de extrusión, según la reivindicación
1, caracterizado porque dicho aparato (1) comprende un
extrusor (3) de tubo plástico de formación de vacío, incluyendo una
caperuza de enfriamiento (13; 41; 58; 79) dentro del túnel de
moldeo (7), comprendiendo el producto (15) un tubo hueco conformado
entre los bloques de moldeo (9) y la caperuza de enfriamiento (13;
41; 58; 79), estando situado dicho elemento de movimiento de aire
(17; 33; 65; 73, 75) en dirección descendente con respecto a la
caperuza de enfriamiento (13; 41; 58; 79) y adyacente a la misma,
alimentando dicho transmisor de potencia (19; 39; 61, 67; 77) desde
la caperuza de enfriamiento (13; 41; 58; 79) al elemento de
movimiento de aire (17; 33; 65; 73, 75).
3. Aparato de extrusión, según la reivindicación
1, caracterizado porque dicho elemento de movimiento de aire
(17; 33; 65; 73, 75) comprende un rotor (17; 33; 65).
4. Aparato de extrusión, según la reivindicación
3, caracterizado porque dicho rotor (17; 33; 65) comprende
una rueda afilada.
5. Aparato de extrusión, según la reivindicación
3, caracterizado porque dicho rotor (17; 33; 65) comprende
un conjunto de cuchillas con partes de cuchilla interiores y
exteriores (75, 73), estando cada una de dichas cuchillas montada
en dichas partes de cuchilla interiores (75) a un eje de montaje
común (77) para girar dichas cuchillas, estando dispuestas dichas
partes de cuchilla interiores y exteriores (75, 73) de modo que
dichas partes de cuchilla exteriores (73) proporcionan una mayor
presión positiva de aire que dichas partes interiores (75) para
producir una extracción de aire de baja presión en dichas partes de
cuchilla interiores (75).
6. Aparato de extrusión, según la reivindicación
5, caracterizado porque dicho túnel de moldeo (7) tiene un
extremo de flujo descendente abierto, causando la presión de aire
positiva producida por dicho rotor la salida de aire a lo largo del
producto (15) a través del extremo de flujo descendente del túnel
(7), haciendo la extracción de aire de baja presión de aire que el
aire fresco producido se introduzca en el túnel (7) a través del
extremo de flujo descendente del túnel (7).
7. Aparato de extrusión, según la reivindicación
3, caracterizado porque dicho transmisor de potencia (19;
39; 61, 67; 77) comprende un eje rotativo (19; 77) que se extiende a
través dicho equipo matriz (5; 81) y dicha caperuza de enfriamiento
(13; 79) a dicho rotor (17).
8. Aparato de extrusión, según la reivindicación
7, caracterizado por un motor (23) para girar dicho eje
rotativo (19), estando situado dicho motor (23) de forma externa a
dicho equipo matriz (5) y recibiendo potencia de una fuente de
energía eléctrica (21).
9. Aparato de extrusión, según la reivindicación
3, caracterizado por un motor (35) para girar dicho rotor
(33), estando acoplado dicho motor (35) con dicho rotor (33) en
dicho túnel de moldeo (7), comprendiendo dicho transmisor de
potencia (19; 39; 61, 67; 77) un cable de energía eléctrica (39) que
discurre a través de dicho equipo matriz (31) y dicha caperuza de
enfriamiento (41) de una fuente de energía eléctrica a dicho motor
(35).
10. Aparato de extrusión, según la
reivindicación 3, caracterizado porque dicho rotor (65) está
impulsado por una turbina de agua (63) adyacente a dicho rotor (65)
en dicho túnel de moldeo, comprendiendo dicho transmisor de
potencia (19; 39; 61, 67; 77) un canal de flujo (61) a través de
dicho equipo matriz (51) y dicha caperuza de enfriamiento (58),
entregando dicho canal de flujo (61) agua bajo presión de una fuente
de agua presurizada externa a dicho equipo matriz (51) a dicha
turbina de agua (63).
11. Aparato de extrusión, según la
reivindicación 3, caracterizado por una fuente de agua para
añadir agua al aire movido internamente del producto mediante dicho
elemento de movimiento de aire (17; 33; 65; 73, 75).
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