ES2318282T3 - Unidad de accionamiento para un granulador. - Google Patents
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Abstract
Unidad de accionamiento para un granulador, especialmente un granulador sumergido, con un rotor (13) que está unido o puede ser unido con una cuchilla de corte (20, 22) del granulador, en donde están previstos un motor eléctrico (34) para accionamiento del rotor (13) y cojinetes radiales (30, 32) para apoyar el rotor (13) en una carcasa (36) así como un dispositivo para aplicar una fuerza axial (38, 40) para durante el servicio presionar una cuchilla de corte (20) contra una placa de corte (18), en donde el dispositivo para aplicar la fuerza axial comprende como mínimo un cojinete axial (38, 40,) magnético en donde una primera parte fija (37, 43) de un cojinete axial que está situada en la carcasa (36) de la unidad de accionamiento trabaja conjuntamente con una parte móvil (39, 41) de cojinete axial montada en el rotor (13), caracterizada porque el rotor (13) está alojado en un tubo hermético (42) y mediante éste está aislado de la carcasa (36).
Description
Unidad de accionamiento para un granulador.
El invento se refiere a una unidad de
accionamiento para un granulador de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1 así como a un granulador de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 14.
A un granulador se le conduce el material
plástico de partida fundido por lo general en una placa de corte
con por ejemplo taladros de tobera dispuestos en forma circular.
Sobre esta placa de corte sobre la cara opuesta al extruder gira un
cabezal de cuchilla que corta las hileras de plástico que salen. En
un granulador sumergible la zona de proceso está circulada por agua
de refrigeración con la que se puede sacar el grano de granulado
fabricado allí. En un granulador sumergible el agua de refrigeración
es conducida hasta la cámara de corte mediante una tubería.
Como estado de la técnica en general se hace
referencia aquí a los documentos DE 101 51 434 A, el DE 199 14 116
A, el DE 42 14 481 A y el US -B-6 332 765.
Durante el funcionamiento de un granulador es
necesario ejercer una fuerza axial definida sobre la cuchilla de
corte con la que la cuchilla de corte es presionada contra la placa
de corte. Si esta fuerza axial queda por debajo de un determinado
valor, entonces las hileras de plástico ya no serán cortadas de la
manera deseada, sino que pueden deslizarse entre la placa de corte
y la cuchilla de corte. En el caso de una fuerza axial seleccionada
muy grande hay que considerar un desgaste de cuchilla demasiado
grande lo que lleva a tiempos de parada de las maquinas demasiado
largos y costes significativamente mas elevados.
En los granuladores actuales se conoce también
el modificar durante el servicio la fuerza axial de compresión, por
ejemplo para reducir el desgaste de las cuchillas después de
alcanzar un estado de trabajo estacionario. también las cuchillas
pueden ser reafiladas a intervalos definidos de tiempo mediante un
aumento controlado de la fuerza axial.
En general, en granuladores se intenta reducir
los tiempos de parada disminuir el desgaste de cuchilla y prolongar
los tiempos de actividad de la cuchilla.
Como soluciones para la fuerza axial regulable
se conocen sistemas de ajuste neumáticos e hidráulicos que actúan
sobre los ejes de cuchilla y estos por ejemplo mediante motores de
ejes huecos aprietan en dirección de la placa de corte. Para ello,
dependiendo de la ejecución, son necesarias unidades de apoyo
móviles que deben ser acopladas axial y flexiblemente a un
accionamiento. Estas soluciones conocidas tienen sin embargo la
desventaja de que son necesarias unidades adicionales de maquinas,
como unidades de generación de aire comprimido o unidades de
generación de presión hidráulica. Soluciones mecánicas con fuerzas
elásticas regulables presentan como mínimo una complejidad
realmente alta. Además de esto, a lo largo del camino de desgaste
se modifica la fuerza de presión de la cuchilla correspondiendo con
una línea característica de elasticidad correspondiente.
Una unidad de accionamiento eléctrico con medios
para aplicar una fuerza axial al tiempo que se utilizan cojinetes
axiales magnéticos es conocida por el documento
US-A- 5 573 443.
Por tanto, es misión del presente invento
presentar una unidad de accionamiento y un granulador con la que o
en el que queden resueltas las desventajas antes mencionadas.
Esta solución se consigue con una unidad de
accionamiento de acuerdo con las características de la
reivindicación 1 o con un granulador con la unidad de accionamiento
correspondientemente montada de acuerdo con las características de
la reivindicación 14.
De acuerdo con esto, una idea esencial del
invento consiste en que la fuerza axial deseada para la compresión
de una cuchilla de corte contra una placa de corte se consigue por
medio de un cojinete axial. Este cojinete axial comprende una
primera parte de cojinete axial que esta solidamente colocada en una
carcasa de la unidad de accionamiento y una parte de cojinete axial
móvil que está situada en el rotor. Naturalmente también pueden
estar previstos dos o varios cojinetes axiales. Una ventaja del
cojinete magnético es el modo de funcionamiento sin contacto y por
ello libre de desgaste y la relativamente sencilla forma
constructiva en comparación con las soluciones mecánicas.
Una forma constructiva especialmente preferida
de la unidad de accionamiento está caracterizada porque también el
cojinete radial del rotor esta diseñado como cojinete magnético sin
contacto. En este caso el rotor gira absolutamente libre de
contacto y con ello con muy bajo desgaste. Esto aumenta la seguridad
de funcionamiento y disminuye las apariciones de desgastes.
La utilización de cojinetes radiales magnéticos
es conocida por el campo de utilización de bombas de circulación o
bombas de tubo hermético soportadas magnéticamente. De manera
análoga a las bombas de tubo hermético soportadas magnéticamente el
rotor está alojado en un así llamado tubo hermético y junto con éste
está sellado respecto de la carcasa.
En un tubo hermético existe durante el servicio,
entre el rotor y el propio tubo hermético, un espacio definido que
rodea al rotor. Al desconectar la unidad de accionamiento y quedando
sin efecto las correspondientes disposiciones de montaje el rotor
queda apoyado entonces en el tubo hermético. Por encima de esto, en
el tubo hermético puede existir un liquido que sirve como medio de
estabilización, almacenamiento y compensación,
De acuerdo con otra forma constructiva
especialmente preferida, en la unidad de accionamiento esta previsto
un control y está diseñado de tal manera que la fuerza axial puede
ser ajustada y regulada de la manera deseada. Especialmente el
control puede estar diseñado para mantener a la fuerza axial, por lo
menos durante un periodo de tiempo definido, en un valor constante
previamente determinado. Además el control puede estar diseñado
para variar la fuerza axial durante el servicio, por ejemplo
aumentarla en intervalos predefinidos y con ello ocasionar un
afilado posterior de la cuchilla
Con el fin de la regulación es posible prever
uno o varios sensores que por ejemplo detectan la fuerza axial o la
posición de la cuchilla y la transforman en una correspondiente
señal.
Debido al posible desgaste de la cuchilla de
corte también debe ser posible una cierta libertad axial de
movimiento de la disposición de rotor. Este desplazamiento axial
del rotor puede estar en el rango de 1 a 8 mm, especialmente de 3 a
6 mm. Naturalmente también puede estar previsto que la cuchilla de
corte antes o después del funcionamiento del granulador sea algo
retraída. En este caso seria necesario regular el desplazamiento
axial todavía en un campo mayor.
Una forma constructiva concreta del presente
invento será descrita a continuación con mas detalle sobre la base
de un ejemplo constructivo que hace referencia al único dibujo. La
única figura muestra de forma fuertemente esquematizada un
granulador sumergible con una correspondiente unidad de
accionamiento.
En la representación esquematizada seccionada
está representada una parte del granulador sumergible, en donde el
extruder no está representado en su totalidad sino solo su extremo
del lado de salida (símbolo de referencia 16). Al extruder está
unida una placa de corte 18, en la que de forma conocida, unos
canales aseguran un paso desde el compartimiento interior del
cilindro del extruder hacia el exterior de la placa de corte. Sobre
la placa de corte se apoya un cabezal de cuchilla 20 de cómo mínimo
una cuchilla de corte, el cual corta de manera continua las hileras
de plástico que salen de los canales de la placa de corte durante la
rotación. Estas hileras de plástico forman entonces en el espacio
de corte 24 el granulado 26 representado solo esquemáticamente.
En el granulador sumergible se introduce agua de
refrigeración que también sirve como medio de transporte. Las
tuberías necesarias para esto no están representadas preferentemente
en detalle. Con el agua de refrigeración se refrigera el granulado
así como el dispositivo de corte y después el granulado es extraído
del compartimiento de corte 24. El cabezal de cuchilla 20 está
situado en un eje de cuchilla 22 que desemboca en un rotor 13. El
rotor es pieza componente central de la unidad de accionamiento 12,
la cual está alojada en una carcasa 36.
La carcasa 36 está situada en un bastidor de
apoyo 14 y está sujeta por este. En la presente forma constructiva
el bastidor de apoyo (no representado con más detalle) puede ser
girado parcialmente para lo que la unidad de accionamiento 12 con
cuchilla de corte puede ser separada, especialmente plegada, de la
placa de corte 18.
La unidad de accionamiento 12 comprende un motor
eléctrico 34 con un estator situado firmemente en la carcasa y un
rotor de motor eléctrico integrado en el rotor. En el presente
ejemplo constructivo el motor eléctrico 34 está previsto
esencialmente central en la unidad de accionamiento. En la dirección
axial del rotor 13, a ambos lados del motor eléctrico, están
situados dos cojinetes radiales 30 y 32 construidos como cojinetes
magnéticos sin contacto. Cada cojinete radial comprende una parte de
cojinete radial en forma anular, firmemente colocada en la carcasa,
electromagneticamente activa, y una parte de rotor de cojinete
radial integrada en el rotor 13, que actúa junto con la parte de
cojinete radial de la parte de la carcasa. La técnica del apoyo
magnético ha sido utilizada en bombas de tubo hermético y se hará
referencia a ellas.
Adicionalmente al motor eléctrico 34 y ambos
cojinetes 30 y 32 construidos como cojinetes magnéticos radiales
están previstos dos cojinetes axiales 40 y 38 que trabajan sin
contacto. El cojinete axial 40 comprende una primera parte de
cojinete de forma anular electromagneticamente activa, que trabaja
junto con un elemento cojinete separado en dirección axial e
integrado en el rotor 13 de tal manera que se puede ejercer una
fuerza axial sobre el rotor 13 en dirección de la placa de corte
18.
El cojinete 38 trabaja de igual manera. Aquí,
una primera parte de cojinete 37 en forma de disco esta firmemente
acogida en la carcasa, la cual trabaja conjuntamente con la segunda
parte de cojinete 39 alojada en el rotor 39 e igualmente sirve para
aplicar una fuerza axial sobre el rotor 13 en dirección de la
cuchilla de corte 18. Mediante la correspondiente carga eléctrica
de ambos elementos de cojinete 43 y 37 se puede regular de forma
diferente la fuerza en dirección axial.
El rotor 13 está situado en un tubo hermético 42
que esencialmente posee la misma forma que el rotor, rodea a éste e
igualmente está sujeto al bastidor de apoyo 14.
Debido a la esencialmente misma forma que tienen
rotor 13 y tubo hermético 42 cuando el accionamiento funciona entre
el rotor 13 y el tubo hermético 42 se forma una espacio
esencialmente definido, que también se puede reconocer en el
dibujo. En este espacio también puede estar previsto un liquido para
amortiguar las irregularidades de marcha.
Toda la disposición esta construida
preferentemente de tal manera que es posible un desplazamiento del
rotor 13 con el eje de cuchillas 22 y el cabezal de cuchillas 20 de
aproximadamente 4-6 mm.
Además en el presente invento está prevista
(pero no está representada en el dibujo) una unidad de control que
está unida con el motor eléctrico y los cojinetes axiales 40 y 38 y
controla o regula su funcionamiento. El dispositivo de control
puede recibir informaciones desde sensores igualmente no
representados, por ejemplo sobre la fuerza de compresión del
cabezal de cuchillas 40 sobre la placa de corte 18 o la posición
axial del rotor, y con estas informaciones llevar a cabo una
regulación.
A continuación se explicara con mas detalle la
forma de funcionar de la presente forma constructiva.
Antes de entrar en servicio el presente
granulador sumergible la unidad de accionamiento 12 está en lo
posible levantada. Para el funcionamiento se unen la unidad de
accionamiento y la cuchilla de corte 22 y se cierran. Entonces se
une el cabezal 20 de la cuchilla de corte como una unidad suelta a
la placa de corte 18.
Al arrancar el granulador sumergible se pone en
servicio, en primer lugar, el extruder no representado en detalle.
En el extruder se funde plástico y es comprimido a través de los
canales situados en la placa de corte 18.
Paralelamente arranca la unidad de accionamiento
12 entonces se activan los cojinetes radiales 30 y 32 y arranca el
motor eléctrico 34. Por la rotación del rotor, que al principio se
apoya en algún lugar sobre el tubo hermético 12, el rotor entra en
un movimiento giratorio y en el movimiento giratorio es mantenido y
soportado centrado y sin contactos mediante los cojinetes radiales
30 y 32. Al mismo tiempo se activan los cojinetes axiales 38 y 40
con lo que el rotor 13 es presionado en dirección axial, en la
figura hacia abajo, de manera que el cabezal de cuchilla 20 de la
cuchilla de corte llega a apoyarse con fuerza sobre la placa de
corte 18. Por el movimiento rotativo de la cuchilla de corte las
hileras de plástico que salen por los canales de la placa de corte
son cortadas en forma de granulado.
El arrancar la unidad de accionamiento se
selecciona en primer lugar una fuerza axial aumentada para conseguir
un corte correcto de las primeras hileras de plástico que salen. En
el transcurso de del servicio la fuerza axial es recuperada a un
funcionamiento normal de regulación con menor fuerza de apriete que
es suficiente para el correcto corte de las hileras de
plástico.
Independientemente de un eventual desgaste de la
cuchilla del cabezal de cuchilla 20 se puede mantener constante a
la fuerza axial mediante la correspondiente acción sobre los
cojinetes axiales 38 y 40. A determinados intervalos de tiempo la
fuerza axial es elevada a un valor predeterminado para afilar
nuevamente la cuchilla del cabezal de cuchilla 20. Para ello la
fuerza axial debería ser regulable como mínimo en un rango que
genere presiones superficiales entre 0 y 1 N/mm2 sobre la
superficie de corte. A menudo también son de desear fuerzas máximas
más altas. El juego del eje de cuchilla que está apoyado radialmente
sobre el rotor en dos puntos mediante los cojinetes magnéticos se
corresponde en esencia con el juego de los cojinetes de
rodillos.
En total, con la presente forma constructiva de
la unidad de accionamiento así como del granulador se consigue una
disposición que, hasta la disposición de cuchilla de corte, trabaja
libre de desgaste. Para ello la fuerza axial se puede variar y
ajustar precisamente de la forma deseada sin que sean necesarios
complicados dispositivos mecánicos.
- 10
- Granulador
- 12
- unidad de accionamiento
- 13
- rotor
- 14
- bastidor de soporte
- 16
- salida del extruder
- 18
- placa de corte
- 20
- cabezal de cuchilla
- 22
- eje de cuchilla
- 24
- compartimiento de corte
- 26
- granulados
- 30
- cojinete magnético radial delantero
- 32
- cojinete magnético radial posterior
- 34
- motor eléctrico
- 36
- carcasa para la unidad de accionamiento
- 37
- parte fija del cojinete axial
- 38
- cojinete magnético axial posterior
- 39
- disco magnético
- 40
- cojinete magnético axial delantero
- 41
- anillo magnético
- 42
- tubo hermético
- 43
- parte fija del cojinete axial
- 44
- espacio
Claims (13)
1. Unidad de accionamiento para un granulador,
especialmente un granulador sumergido, con un rotor (13) que está
unido o puede ser unido con una cuchilla de corte (20, 22) del
granulador, en donde están previstos un motor eléctrico (34) para
accionamiento del rotor (13) y cojinetes radiales (30, 32) para
apoyar el rotor (13) en una carcasa (36) así como un dispositivo
para aplicar una fuerza axial (38, 40) para durante el servicio
presionar una cuchilla de corte (20) contra una placa de corte (18),
en donde el dispositivo para aplicar la fuerza axial comprende
como mínimo un cojinete axial (38, 40,) magnético en donde una
primera parte fija (37, 43) de un cojinete axial que está situada
en la carcasa (36) de la unidad de accionamiento trabaja
conjuntamente con una parte móvil (39, 41) de cojinete axial
montada en el rotor (13), caracterizada porque el rotor (13)
está alojado en un tubo hermético (42) y mediante éste está aislado
de la carcasa (36).
2. Unidad de accionamiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque están previstos dos
cojinetes axiales (38,40) como mínimo que están desplazados
axialmente uno con respecto al otro en la zona del rotor (13).
3. Unidad de accionamiento de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque los
cojinetes radiales están construidos como cojinetes magnéticos (30,
32) sin contacto con una primera parte de cojinete radial situada
fija en la carcasa (36) y una parte de cojinete radial móvil
situada en el rotor (13).
4. Unidad de accionamiento de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el motor
eléctrico (34) está situado, visto en dirección axial, entre dos
cojinetes radiales (30,32) magnéticos y los dos cojinetes radiales
(30, 32) magnéticos están situados entre dos cojinetes axiales (38,
40) magnéticos.
5. Unidad de accionamiento de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada porque el espacio situado
entre el tubo hermético (42) y el rotor (13) esta lleno con un
liquido.
6. Unidad de accionamiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está
previsto un control o regulación y está construido de tal manera
que la fuerza axial puede ser controlada o regulada de la manera
deseada.
7. Unidad de accionamiento de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizada porque el control está
construido de tal manera para que la fuerza axial pueda ser
mantenida en un valor constante por lo menos durante un periodo
definido de tiempo.
8. Unidad de accionamiento de acuerdo con la
reivindicación 6 o 7, caracterizada porque el control está
construido de tal manera para que durante el servicio la unidad de
accionamiento sea modificada.
9. Unidad de accionamiento de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizada porque está previsto un
control del intervalo que a separaciones temporales
preseleccionadas origina una elevación de la fuerza axial.
10. Unidad de accionamiento de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
está previsto como mínimo un sensor que detecta la fuerza o la
posición el eje de cuchilla y la transforma en una correspondiente
señal.
11. Unidad de accionamiento de acuerdo con un de
las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
motor eléctrico (34), los cojinetes radiales (30, 32) y los
cojinetes axiales (38, 40) están construidos en una manera para
permitir un desplazamiento axial de la cuchilla de corte (20) en una
determinado rango longitudinal.
12. Unidad de accionamiento de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizada porque el desplazamiento
axial está en un rango de a 8 mm, especialmente en 3 a 6 mm.
13. Granulador que comprende un extruder, una
placa de corte (18), una cuchilla de corte (20) y una unidad de
accionamiento (12) unida con la cuchilla de corte,
caracterizado porque la unidad de accionamiento esta
construida de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE10316142A DE10316142A1 (de) | 2003-04-09 | 2003-04-09 | Antriebseinheit für einen Granulator und Granulator mit einer solchen Antriebseinheit |
| DE10316142 | 2003-04-09 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2318282T3 true ES2318282T3 (es) | 2009-05-01 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES04724278T Expired - Lifetime ES2318282T3 (es) | 2003-04-09 | 2004-03-30 | Unidad de accionamiento para un granulador. |
Country Status (7)
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| EP (1) | EP1615759B1 (es) |
| JP (1) | JP2006522693A (es) |
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