ES2351158T3 - Elemento para la formación de barras y procedimiento para el arranque del mismo. - Google Patents

Abstract

Elemento para la formación de barras para la conexión de una extrusora (1) a una granuladora, preferentemente para material plástico termoplástico, con por lo menos un canal de alimentación (8) que puede conectarse en sentido de flujo con la extrusora(1) para la masa fundida, que lleva a una bomba de engranajes (21), con la que al arrancar la extrusora (1) puede bloquearse el flujo de masa fundida hacia un canal (11), que conduce a una boquilla de extrusión (9), caracterizado por el hecho de la existencia de varias bombas de engranajes (21) con idéntico comportamiento de transporte, cuyas ruedas dentadas motrices (22) van montadas con acoplamiento giratorio sobre un eje motriz común (24) y son accionadas por dicho eje motriz común (24), conduciendo un único canal (11) desde cada una de las bombas de engranajes (21) hasta una boquilla de extrusión (9).

Description

La presente invención se refiere a un elemento para la formación de barras para la conexión de una extrusora a una granuladora, preferentemente para material plástico termoplástico, con por lo menos un canal de alimentación, que puede conectarse en sentido de flujo con la extrusora para la masa fundida, que lleva a una bomba de engranajes, que al arrancar la extrusora permite bloquear el flujo de masa fundida hacia un canal que lleva a una boquilla de extrusión.

Asimismo, la invención se basa en un procedimiento para el arranque de una granuladora equipada con un elemento para la formación de barras de estas características.

Las granuladoras presentan la ventaja de poder granular materiales de muy baja viscosidad, en particular plásticos termoplásticos, preferentemente para finalidades de reciclaje. En una granuladora subacuática la masa fundida suministrada por la extrusora va a parar directamente a la carcasa de la granuladora, por donde circula agua. También operan bajo el agua las herramientas de corte, que rozan la placa perforada distribuyendo las barras salientes de las boquillas, que forman los orificios de la placa perforada en las partículas de granulado. Por el contrario, con una granuladora común para extrusión las barras salientes de las boquillas de extrusión son dejadas en un baño de agua, en donde la masa fundida se compacta, volviendo a sacarse posteriormente las barras del baño de agua y dirigiéndolas a las cuchillas del granulado.

Para poder arrancar este tipo de instalaciones, la masa fundida debe ser dirigida de forma súbita a las boquillas, a fin de evitar que algunas boquillas se enfríen, ya que particularmente en el caso de las granuladoras subacuáticas, en donde la placa perforada está en contacto con el agua, la masa fundida se enfría rápidamente. Para garantizar la mencionada alimentación súbita en un elemento para la formación de barras del diseño descrito al principio, el componente que realiza el bloqueo está formado por una válvula, que se abre en cuanto la extrusora llegue a máximo rendimiento. Hasta dicho momento el material fundido que viene de la extrusora, es evacuado a través de una salida lateral, la mayoría de las veces sobre el suelo. En este caso la desventaja consiste, aparte de la pérdida de material ya mencionada, en la formación de extracciones irregulares en las boquillas y/o en los orificios de la placa perforada, lo que conlleva unas propiedades irregulares del granulado producido.

De US 5,723.082 se conoce una granuladora, en donde para bloquear el flujo de masa fundida a las boquillas se utiliza una corredera. Dicha corredera también puede obviarse, en cuyo caso la bomba de engranajes debe asumir la función de la corredera. También en un diseño según EP 0 894 594 A2 es posible bloquear el flujo de masa fundida hacia las boquillas parando la bomba de engranajes, al igual que en un diseño según DE 101 17 913 Al. No obstante, en todos estos diseños ya conocidos no se ha solucionado de manera satisfactoria la desventaja de los extracciones irregulares en las boquillas y/o en los orificios de la placa perforada.

La invención tiene por objeto evitar dichas desventajas y mejorar un diseño del tipo descrito al inicio, de manera que se garantice en todas las boquillas unas extracciones casi plenamente homogéneas. La invención resuelve dicha tarea con el accionamiento de varias bombas de engranajes con idéntico comportamiento de transporte por un eje conjunto, saliendo de cada una de las bombas de engranajes un canal hacia una boquilla de extrusión. Por consiguiente, cada una de las bombas de engranajes está unida por un único canal con la boquilla de extrusión que tiene asignada. De este modo se garantiza que cada una de las bombas de engranajes dosifica en función del volumen la corriente de masa fundida que envía a la boquilla que tiene asignada. Dado que las bombas de engranajes presentan un idéntico comportamiento de transporte y que son accionadas por el eje conjunto, el resultado es que cada una de las boquillas de extrusión, alimentada por la respectiva bomba de engranajes, recibe de manera homogénea un volumen de masa fundida por unidad de tiempo. De este modo se establecen unas condiciones homogéneas para todos los orificios y/o boquillas de extrusión, de manera que se garantiza una calidad homogénea del granulado producido. Las dimensiones del granulado se sitúan en un margen de tolerancia muy estrecho.

Asimismo se garantiza la ventaja que cada una de las bombas de engranajes mezcle adicionalmente la masa fundida recibida de la extrusora, lográndose de este modo una equiparación adicional de la calidad de la masa fundida.

Finalmente se garantiza la ventaja de que con la bomba de engranajes parada es posible generar con ayuda de la extrusora una presión inicial en la entrada de la bomba de engranajes. Si la bomba de engranajes sólo es accionada en circulación una vez alcanzada dicha presión inicial, se logra inmediatamente en el respectivo canal hacia la boquilla el caudal másico íntegro, impidiéndose de este modo que dichos canales se enfríen.

Para asegurar la ventaja que supone que en las salidas de las boquillas no se den situaciones diferentes, es ventajoso que en el marco de una evolución de la invención, a cada una de las bombas de engranajes se le asigne la boquilla de extrusión limítrofe, de manera que la longitud de los canales que van desde las salidas de las bombas de engranajes hasta las boquillas sea lo más corta posible. Por el contrario, en los diseños conocidos encontramos grandes longitudes de canal entre la válvula de bloqueo y/o la bomba de engranajes y las boquillas de extrusión y/o los orificios de la placa perforada, lo que conlleva las dificultades mencionadas. Dicha longitud reducida acorde a la invención puede realizarse fácilmente mediante la instalación de las boquillas de extrusión en un dispositivo portaboquillas que forme una carcasa para la bomba de engranajes. Para ello no es necesario formar las boquillas de extrusión a partir de elementos especiales, lógicamente el dispositivo portaboquillas también puede ser un cabezal de la placa perforada, en donde las boquillas de extrusión estén formadas por los orificios de una placa perforada que lleve fijada.

Además, el uso de bombas de engranajes conlleva la ventaja adicional de poder regular el caudal volumétrico mediante la variación del accionamiento de las bombas de engranajes, en caso necesario de forma diferente para algunas de las bombas de engranajes, de manera que en todas partes se logre una salida homogénea de la masa fundida a través de los orificios.

El procedimiento acorde a la invención para el arranque de una granuladora equipada con un elemento para la formación de barras acorde a la invención, alimentada con masa fundida por una extrusora, se caracteriza por el hecho de que en primer lugar la extrusora es accionada hasta que en la entrada de cada una de las bombas de engranajes se haya generado la presión suficiente, y que sólo una vez se haya logrado dicha presión cada una de las bombas de engranajes será accionada desde su estado de reposo, teniéndose en cuenta que en el caso de una granuladora subacuática se procederá como muy tarde en dicho momento al accionamiento en movimiento rotatorio de las cuchillas granuladoras. Dicho procedimiento garantiza la prevención anteriormente mencionada de un enfriamiento de la masa fundida en los canales que desembocan en las boquillas de extrusión y/o en los orificios de la placa perforada, garantizando una calidad homogénea del granulado cortado a partir de las diferentes barras.

En el dibujo aparecen representados de forma esquemática ejemplos de realización de un elemento para la formación de barras acorde a la invención. Las figuras 1 y 2 muestran la aplicación de la invención en una granuladora para extrusión, siendo la figura 1 una sección según la línea I - I de la figura 2 y siendo la figura 2 una sección según la línea II - II de la figura 1. Las figuras 3 a 5 muestran la aplicación de la invención en una granuladora subacuática, mostrando la figura 3 un corte longitudinal a través de la instalación, mientras que la figura 4 es una sección según la línea IV - IV de la figura 3 y la figura 5 una sección según la línea V - V de la figura 3.

La granuladora para extrusión representada según las figuras 1 y 2 es alimentada por una extrusora con masa a granular, en particular dicha masa está formada por material plástico termoplástico, que debe granularse para finalidades de reciclaje. La extrusora cuenta con una carcasa del husillo en donde está alojado un husillo accionado para efectuar un movimiento rotatorio alrededor de su eje. La extrusora transporta el material plastificado en la dirección de la flecha 4 hacia una abertura de salida de la carcasa del husillo, a la que va unida de forma estanca la abertura de entrada 6 de un dispositivo portaboquillas 30. Desde dicha abertura de entrada 6 varios canales de alimentación 8 dirigen la masa fundida a canales 11, que llevan a las boquillas de extrusión 9 fijadas al dispositivo portaboquillas 30.

Para mejorar las condiciones de arranque y garantizar unas propiedades de calidad homogéneas de las partículas de granulado desprendidas, cada uno de los canales de alimentación 8 lleva a una bomba de engranajes 21 instalada en el dispositivo portaboquillas 30, que muestra un comportamiento de transporte constante del material recibido para la velocidad de rotación determinada. El ejemplo de realización representado tiene cuatro bombas de engranajes 21 y por consiguiente cuatro canales de alimentación 8 y cuatro canales 11. Las dos ruedas dentadas 22 de cada una de las bombas de engranajes 21 están accionadas en la dirección de la flecha 23 para efectuar un movimiento rotatorio. Para ello, una rueda dentada 22 de cada una de las bombas de engranajes 21 va colocada con acoplamiento giratorio sobre un eje 24 (Figura 2), que es accionado por un motor 25. La otra rueda dentada 25 de la respectiva bomba de engranajes 21 es puesta en rotación por la rueda dentada accionada a través del engranaje. Las bombas de engranajes 21 son accionadas por un eje conjunto 24.

En la salida 26 de cada una de las bombas de engranajes 21 va conectado, tal y como muestran las figuras 1 y 2, un único canal 11. Dicho canal 11 lleva a la salida de la bomba de engranajes 21 en cuestión hacia una boquilla de extrusión 9, instalada en el dispositivo portaboquillas 30, que forma una carcasa para la bomba de engranajes 21.

La abertura de salida de cada una de las boquillas de extrusión 9 está orientada hacia abajo, de manera que la barra de masa fundida extruída 31 que sale de ella cae en un baño de refrigeración 32, que está llenado con agua 33. Las barras 31 compactados vuelven a ser sacadas de dicho baño de refrigeración 32 y enviados a una granuladora 34 representado sólo de forma esquemática, desde donde las partículas de granulado cortadas caen hacia abajo en la dirección de la flecha 35.

Tal y como muestran las figuras 1 y 2, las bombas de engranajes 21 están instaladas relativamente próximas a las boquillas 9. Ello conlleva la ventaja de que los canales 11, que van desde las salidas de las bombas de engranajes 21 hasta las boquillas 9, sean cortos lo que ayuda de manera significativa a evitar un enfriamiento de la masa fundida en dichos canales 11.

Tal y como muestra la figura 2, las ruedas dentadas 22 de cada una de las bombas de engranajes 21 están apoyadas en taladros 28 del cabezal de la placa perforada 7, manteniéndose con ayuda de casquillos 29 en la respectiva posición axial en el taladro

28. Los ejes 24 penetran en dichos casquillos y/o los sujetan. Tras soltar los ejes de los motores 25 pueden sacarse las ruedas dentadas 22 junto con los casquillos 29 de los taladros 28 y/o volverse a introducir en sentido inverso en los taladros 28.

Tal y como muestran las figuras 3 a 5, lógicamente la invención puede asimismo utilizarse en granuladoras subacuaticas. Tal y como muestra la figura 3, una instalación de este tipo es alimentada por una extrusora 1 con la masa a granular. La extrusora 1 cuenta con una carcasa del husillo 2 en donde está alojado un husillo 3 accionado para efectuar un movimiento rotatorio alrededor de su eje. La extrusora transporta el material plastificado en la dirección de la flecha 4 hacia una abertura de salida 5 de la carcasa del husillo 2, a la que va unida de forma estanca la abertura de entrada 6 de un cabezal de la placa perforada 7 que forma un dispositivo portaboquillas 30. Desde dicha abertura de entrada 6 varios canales de alimentación 8 dirigen la masa fundida a los canales 11, que llevan a los orificios de una placa perforada 10 sujeta al cabezal de la placa perforada 7 que forman las boquillas de extrusión 9. Sobre dichos orificios se mueven las cuchillas para granular 12, que van fijadas a un portacuchillas en forma de estrella 13 cuyo movimiento rotatorio es accionado por un motor 15 a través de un eje 14, de manera que las cuchillas para granular 12 dividen las barras salientes de los orificios en partículas de granulado. Las cuchillas para granular 12, el portacuchillas 13 y el eje 14 están instalados dentro de una carcasa de la granuladora 16, en donde a través de un orificio de entrada 17 entra constantemente agua en la dirección de la flecha 18, de manera que las cuchillas para granular 12 y la placa perforada 10 son barridas constantemente con agua. El agua vuelve a salir de la carcasa de la granuladora 16 a través de un orificio de salida 19 en la dirección de la flecha 20 llevándose consigo las partículas de granulado cortadas por las cuchillas para granular 12.

Cada uno de los canales de la masa fundida 8 lleva a varias bombas de engranajes 21 instaladas en el cabezal de la placa perforada 7, mostrando cada una de ellas un comportamiento de transporte constante del material recibido para la velocidad de rotación determinada. El ejemplo de realización representado tiene cuatro bombas de engranajes 21, accionadas y montadas de forma parecida sobre los ejes motrices 24, tal y como se describe para el ejemplo de realización según las figuras 1 y 2.

Desde la salida 26 de cada una de las bombas de engranajes 21 un único canal 11 lleva a una boquilla de extrusión 9 (Fig. 5) formada por un orificio en la placa perforada 10. Tal y como se ve dichas boquillas de extrusión 9 están distribuidas por la superficie de la placa perforada 10, estando asignado cada uno de dichos orificios 9 a una bomba de engranajes 21. En el ejemplo de realización representado encontramos en la placa perforada 10 cuatro orificios en forma de boquillas de extrusión 9; modalidades de realización prácticas pueden mostrar entre uno y doce orificios 9 y una cifra idéntica de bombas de engranajes 21. De este modo es posible garantizar el flujo de material necesario mediante una variación del número de bombas de engranajes 21 y de boquillas de extrusión 9. Tal y como muestra la figura 3, también en esta realización las bombas de engranajes 21 están instaladas relativamente cerca de los orificios 9 de la placa perforada 10, de manera que los canales 11 que conducen desde las salidas 26 de las bombas de engranajes 21 hasta los orificios 9 de la placa perforada 10 son cortos, lo que conlleva la ventaja ya mencionada de evitar un enfriamiento de la masa fundida en los canales 11.

Al arrancar una instalación de este tipo, ya sea una granuladora subacuática o una granuladora para extrusión, se procederá de manera que primero se paren las bombas de engranajes 21 y como resultado de ello se bloquee en su totalidad el flujo de material entre la extrusora 1 y las boquillas 9. A continuación, se pondrá en marcha la extrusora 1, transportando el material plástico a procesar hasta la abertura de entrada 6 del dispositivo portaboquillas 30, que a la vez forma una carcasa para las bombas de engranajes 21. De este modo se genera en la entrada 27 de cada una de las bombas de engranajes 21 una presión en el material plástico suministrado. Tan pronto como dicha presión ha alcanzado un valor predeterminado, cosa que puede controlarse con ayuda de un sensor de presión no representado, todas las bombas de engranajes 21 son puestas en marcha súbitamente, transportando de este modo con un comportamiento de transporte constante el material plástico a los canales 11 con dirección a las boquillas 9.

Con una granuladora realizada de manera acorde a la invención pueden lograrse producciones de entre 20 y 60 kg por hora y por orificio de la placa perforada, lo que significa un aumento de la producción máxima con relación a los diseños conocidos.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

   1.-Elemento para la formación de barras para la conexión de una extrusora (1) a una granuladora, preferentemente para material plástico termoplástico, con por lo menos un canal de alimentación (8) que puede conectarse en sentido de flujo con la extrusora(1) para la masa fundida, que lleva a una bomba de engranajes (21), con la que al arrancar la extrusora (1) puede bloquearse el flujo de masa fundida hacia un canal (11), que conduce a una boquilla de extrusión (9), caracterizado por el hecho de la existencia de varias bombas de engranajes (21) con idéntico comportamiento de transporte, cuyas ruedas dentadas motrices (22) van montadas con acoplamiento giratorio sobre un eje motriz común (24) y son accionadas por dicho eje motriz común (24), conduciendo un único canal (11) desde cada una de las bombas de engranajes (21) hasta una boquilla de extrusión (9).
2. 2.-Elemento para la formación de barras según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que cada una de las bombas de engranajes (21) está instalada en las proximidades de la respectiva boquilla de extrusión (9), de manera que la longitud de los canales (11) sea lo más corta posible.
3. 3.-Elemento para la formación de barras según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que las boquillas de extrusión (9) van instaladas en un dispositivo portaboquillas (30), que forma una carcasa para las bombas de engranajes (21).
4. 4.-Elemento para la formación de barras según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el dispositivo portaboquillas (30) es un cabezal de la placa perforada y que las boquillas de extrusión (9) están formadas por orificios en una placa perforada sujeta a éste.
5. 5.-Elemento para la formación de barras según la reivindicación 3 o 4, caracterizado por el hecho de que las ruedas dentadas (22) de cada una de las bombas de engranajes

   (21) van instaladas en taladros (28) del dispositivo portaboquillas (30), manteniéndose con ayuda de por lo menos un casquillo (29) en su posición axial dentro del respectivo taladro (28), estando atravesado por lo menos un casquillo (29) por un eje motriz (24) para las ruedas dentadas (22).
6. 6.-Elemento para la formación de barras según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que varios canales de alimentación (8) conducen la masa fundida desde una abertura de entrada (6) hasta las bombas de engranajes (21).
7. 7.- Procedimiento para el arranque de una granuladora alimentada con masa fundida

   5 por una extrusora (1) mediante por lo menos un canal de alimentación (8), conduciendo dicho canal de alimentación (8) a una bomba de engranajes (21), mediante la cual es posible bloquear el flujo de masa fundida enviado a un canal (11), que conduce a una boquilla de extrusión (9), al arrancar la extrusora (1), caracterizado por el hecho de que primero es accionada la extrusora (1), hasta que en la entrada (27) de cada una de las

   10 bombas de engranajes (21), de igual comportamiento de transporte, se haya generado la presión suficiente y que sólo una vez se haya logrado dicha presión se procederá al accionamiento desde su estado de reposo, mediante un eje motriz común (24), de las ruedas dentadas motrices (22) de las bombas de engranajes (21).
8. 8.- Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que en el

   15 caso de una granuladora subacuática a las cuchillas para granular (12) serán puestas como muy tarde en movimiento rotatorio, en el momento en que las ruedas dentadas motrices (22) de las bombas de engranajes (21) sean accionadas desde su estado de reposo.