ES2614766T3 - Procedimiento y dispositivo para desgasificar una mezcla en particular de aglutinantes poliméricos - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para desgasificar una mezcla en particular de aglutinantes poliméricos Download PDF

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Abstract

Procedimiento para desgasificar una mezcla que contiene componentes separables de diferente densidad, en el que la mezcla se transporta desde un tornillo sin fin de transporte (5) que gira en una carcasa alrededor de un eje de rotación (4) en un flujo de transporte continuo hasta una cámara de vacío adecuada para desgasificar, en el que el flujo de transporte se introduce a presión a través de un canal de entrada (13) en la cámara de vacío, obturando el flujo de transporte el canal de entrada, caracterizado porque al menos zonas situadas en el exterior del flujo de transporte se desvían en la dirección del eje de rotación (4) antes de entrar en el canal de entrada (13) en contra de la fuerza centrífuga provocada por el tornillo sin fin de transporte (5) mediante un casquillo tubular de mezclado (10) con una zona de embudo (11) que discurre cónicamente hacia el interior en la dirección de transporte, para compensar al menos en parte una separación de los componentes.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo para desgasificar una mezcla en particular de aglutinantes polimericos
La invencion se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para desgasificar una mezcla que contiene componentes separables de diferente densidad, en particular de sistema de aglutinante cargado o no cargado, en el que la mezcla se transporta desde un tornillo sin fin de transporte que gira en una carcasa alrededor de un eje de rotacion en un flujo de transporte continuo hasta una camara de vado adecuada para desgasificar, introduciendose a presion en la camara de vado el flujo de transporte a traves de un canal de entrada configurado en particular como intersticio anular, obturando el flujo de transporte el canal de entrada.
Los dispositivos de este tipo son conocidos del sector de la produccion de materiales duroplasticos y de hormigon polfmero, donde en primer lugar se juntan distintos componentes, tales como resinas sinteticas y materiales de relleno, y despues se mezclan por medio de un tornillo sin fin y de mezclado que gira en una carcasa tubular. Como es sabido, es sin embargo problematico que una mezcla de este tipo, a continuacion tambien compuestos “Compounds"; pueda contener, en funcion de la composicion, una gran cantidad de inclusiones de aire. Para que el compuesto sea adecuado tambien para la produccion de elementos constructivos con alta calidad superficial y gran estabilidad, tal como por ejemplo lavabos o baneras, deben eliminarse las inclusiones de aire, lo que se realiza, como es sabido, mediante una desgasificacion que sigue al proceso de mezclado.
Para ello, por el documento DE 38 18 003 C2 se conoce emplear para la desgasificacion una camara de vado contigua al tramo de mezclado, en la que el compuesto impulsado por el tornillo sin fin de transporte se introduce a presion a traves de un intersticio anular relativamente estrecho que rodea el arbol. Dado que esta introduccion a presion tiene lugar de manera continua, el intersticio anular cargado continuamente con compuesto obtura la camara de vado frente a la presion atmosferica. De acuerdo con el documento DE 38 18 003 C2 el intersticio anular se configura de manera que sobre el arbol de tornillo sin fin este apoyada una pieza de presion que discurre conicamente hacia fuera en la direccion de transporte, que conduce el flujo de transporte contra la pared interior del casquillo tubular de mezclado. La anchura del intersticio anular se define a este respecto mediante el diametro de la pieza de presion en relacion con el diametro interior de la carcasa tubular.
El documento DE 2038452 A1 divulga el preambulo de las reivindicaciones independientes.
Como es sabido, sin embargo, precisamente en el procesamiento de materiales duroplasticos es un gran problema que una mezcla de este tipo, en particular un compuesto provisto de materiales de relleno, tal como por ejemplo un hormigon polfmero, debido a las fuerzas centnfugas provocadas por el tornillo sin fin, experimente una separacion parcial de los componentes. Esta separacion no puede observarse en el procesamiento de materiales termoplasticos que, en esta etapa de procesamiento, forman una masa uniforme. En el caso de los materiales duroplasticos, los materiales de relleno de grano grueso, pesados, que se acumulan en el exterior, que se presionan con alta velocidad a traves del intersticio anular, llevan a un fuerte desgaste en la pared interior del casquillo tubular de mezclado. A consecuencia de esto, estos deben cambiarse continuamente, lo que lleva a la fuerte reduccion de los periodos de servicio de estas instalaciones y lleva a costes correspondientemente altos.
El objetivo de la presente invencion se basa ahora en proponer un procedimiento para desgasificar una mezcla, en particular para la produccion de materiales duroplasticos, que se puede realizar con medios sencillos y economicos desde el punto de vista constructivo y que reduce esencialmente el desgaste y con ello la escoriacion en el entorno de la abertura de entrada. Ademas es objetivo de la invencion crear un dispositivo sencillo desde el punto de vista constructivo para realizar el procedimiento.
Estos objetivos se consiguen mediante el procedimiento con las caractensticas de la reivindicacion 1 y el dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 7. Formas de realizacion ventajosas se mencionan en las reivindicaciones dependientes respectivas.
La idea esencial se basa en ejercer, por medio de un casquillo tubular de mezclado que se encuentra en la carcasa, con una zona de embudo que discurre conicamente hacia el interior en la direccion de transporte, sobre la mezcla que se encuentra en el flujo de transporte (compuesto “Compound"), una fuerza centnfuga generada contra el arbol de transporte que gira rapidamente contra la fuerza dirigida hacia el interior, la fuerza centnfuga generada contra el arbol de transporte que gira rapidamente, antes de que el compuesto entre como sistema de aglutinante cargado o no cargado en el canal de entrada que lleva a la camara de vado. Un compuesto de este tipo para la produccion de materiales duroplasticos puede contener componentes cuyas densidades cubran el espectro en el intervalo entre 0,05 g/cm3 y 19 g/cm3.
Tal como ya se menciono anteriormente, el modo de proceder se basa esencialmente en el conocimiento de que en el modo de proceder conocido por el estado de la tecnica, se separan parcialmente componentes de diferente densidad en el compuesto “centrifugado" mediante el tornillo sin fin de transporte, empujando hacia fuera los componentes mas densos, en particular los materiales de relleno, y frotando allf fuertemente a lo largo contra la superficie interior de la carcasa tubular. Para reducir este efecto, que tambien lleva a un empeoramiento del efecto obturador en el canal de entrada, se desvfan al menos las zonas situadas en el borde exterior del flujo de transporte mediante provision del casquillo tubular de mezclado con una zona de embudo que discurre conicamente hacia el
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interior antes de la entrada en el canal de entrada que lleva a la camara de vado contra la fuerza centnfuga provocada por el tornillo sin fin de transporte, hacia el interior, es decir, en la direccion del eje de rotacion del tornillo sin fin de transporte. De esta manera, los componentes que empujan hacia fuera del compuesto reciben un impulso hacia el interior, de modo que se mezcla el compuesto casi una vez mas.
Realmente, los casquillos tubulares de mezclado presentan un desgaste esencialmente menor que los usados hasta el momento en el estado de la tecnica y contribuyen por lo tanto a una prolongacion considerable de los periodos de servicio y a una reduccion considerable de los costes para las maquinas usadas para la produccion de compuesto duroplastico u hormigon poUmero. Una ventaja esencial adicional es que las propiedades obturadoras del canal de entrada del compuesto “mezclado” una vez mas, son esencialmente mejores que las del compuesto transportado hasta el momento de acuerdo con el metodo del estado de la tecnica, en el que se ha llevado a separaciones muy grandes.
De manera especialmente ventajosa, la invencion puede emplearse en el procesamiento de compuestos como sistemas de aglutinante cargados o no cargados, que se emplean para la produccion de piedra de ingeniena “engineered stone", de hormigon polfmero, de colada mineral o de superficie solida “solid surface". Precisamente en estos sistemas se produce un procesamiento especialmente rapido y limpio, dado que fraguan parcialmente dentro del tiempo mas corto, en parte incluso de menos de 2 minutos, y se vuelven duros como el hormigon. Con ello pueden danarse considerablemente los dispositivos de procesamiento.
Tambien cuando el efecto puede observarse ya en el caso de una mezcla no mezclada con material de relleno, entonces, el modo de proceder es especialmente ventajoso para mezclas con materiales de relleno, usandose como materiales de relleno en particular curvas granulometricas de materiales de relleno organicos e inorganicos, cuyos tamanos de grano alcanzan en el intervalo de hasta aproximadamente 20 mm. Como materiales de relleno pueden usarse curvas granulometricas correspondientes de arena de cuarzo. En otra forma de realizacion se anaden al compuesto materiales de relleno en forma de fibras de algunos milfmetros de longitud, por ejemplo fibras de vidrio o de carbono.
De este modo, se ha comprobado que es especialmente efectivo que el casquillo tubular de mezclado actue en su conjunto como un embudo, a traves de cuyo cuello discurre el arbol del tornillo sin fin de transporte. Esta forma de embudo tiene la ventaja de que se dirige el flujo de transporte completo hacia el interior, donde, debido al menor diametro, es correspondientemente menor la fuerza centnfuga ejercida por el tornillo sin fin de transporte. Debido a la menor fuerza centnfuga, al pasar por el intersticio anular, tiene lugar solo una separacion insignificante de la mezcla. De esta manera, puede garantizarse un alto efecto de obturacion de las mezclas dentro del intersticio anular con poco desgaste. Un casquillo tubular de mezclado de este tipo es de geometna sencilla y, por lo tanto, en el caso de los compuestos usados en este caso, facil y rapido de limpiar. A este respecto es especialmente ventajoso cuando el casquillo tubular de mezclado esta configurado en dos piezas y puede desmontarse con pocas maniobras en el plazo del corto tiempo hasta el endurecimiento.
Es especialmente ventajoso cuando la zona de gorron, que forma una zona de remanso delante de la camara de desgasificacion, presenta una longitud relativamente grande en particular de mas de la mitad del diametro interior. Con ello puede garantizarse que siempre haya suficiente “material de obturacion” en el intersticio anular y que no se produzca separacion alguna de los componentes en la zona de vacfo. Aparte de que una falda de obturacion mas o menos flexible no lleva a una compensacion de la separacion de componentes, tampoco se consigue este efecto mediante una falda de obturacion, dado que esta no puede garantizar una obturacion a lo largo de un tramo mas largo.
En relacion con el estado de la tecnica conocido, la invencion tiene tambien la ventaja adicional de que no como hasta el momento, debe colocarse un elemento constructivo separado sobre el arbol del tornillo sin fin de transporte que, debido a las altas velocidades de giro debe estar correspondientemente bien equilibrado, para no perjudicar al arbol giratorio. En lugar de esto, el elemento constructivo puede estar realizado por un casquillo tubular de mezclado configurado como pieza tubular ngida con entalladura en forma de embudo, estando disenado este de manera ventajosa en dos piezas, tal como se menciona, para el fin de un montaje mas sencillo. Los dispositivos con un casquillo tubular de mezclado de este tipo son por lo tanto especialmente de mantenimiento facil.
En una forma de realizacion especialmente ventajosa, el casquillo tubular de mezclado presenta una ranura como paso ampliado a la camara de vacfo, a traves de la que se derivan partfculas mas grandes de la curva granulometrica, que no pasan a traves del intersticio anular. Esta ranura, que puede estar orientada axialmente, tiene entonces tambien una profundidad que es mayor que la anchura del intersticio anular y, por lo tanto, presenta en particular varios milfmetros, por ejemplo en el caso del uso de materiales de relleno correspondientes hasta 30 mm. A este respecto puede preverse una profundidad de la ranura que corresponde aproximadamente a 1,5 veces el diametro del grano mas grande que cabe esperar.
Con el modo de proceder es entonces tambien posible accionar los tornillos sin fin de transporte con altas velocidades de giro, que se encuentran al menos en el intervalo entre 500 y 1500 revoluciones por minuto, en funcion del tamano del tornillo sin fin de transporte. En funcion de esto, la mezcla puede transportarse con una velocidad de transporte de esencialmente mas de un metro por minuto en la carcasa configurada en particular en
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forma tubular. A este respecto, se ha comprobado que es ventajoso, en funcion del tipo de instalacion, ajustar velocidades de transporte entre 2 y 12 m/min. Sobre la base de estos parametros, el proceso del mezclado y la desgasificacion, puede acelerarse aun mas en relacion con el proceso hasta el momento, sobre todo los tamanos mencionados no representan en modo alguno los valores lfmite.
A continuacion se explica en detalle la invencion por medio de las Figuras 1 a 3. Muestran la Figura 1 un casquillo tubular de mezclado de acuerdo con el estado de la tecnica,
la Figura 2: un casquillo tubular de mezclado en dibujo seccional y
la Figura 3: un casquillo tubular de mezclado en vista en perspectiva y en corte.
En la Figura 1 se muestra un casquillo tubular de mezclado 1 como parte de un dispositivo para desgasificar una mezcla de acuerdo con el estado de la tecnica (“prior art") por ejemplo segun el documento DE 38 18 003 C2. Este esta configurado como una pieza tubular, que esta montada en la entrada a una camara de vado no representada en la disposicion. En este caso, el lfmite con la zona de vado 2 esta indicado mediante la lmea de puntos y rayas 3. Antes de la lmea de puntos y rayas 3 reina la presion atmosferica.
El compuesto que va a mezclarse se transporta en una carcasa tubular no representada por medio de un tornillo sin fin de transporte 5 que gira alrededor de un eje de rotacion 4 en la direccion de transporte (flecha A). El tornillo sin fin de transporte 5 suministra la mezcla a la camara de vado que se encuentra en el extremo del tramo de mezclado, estando dispuesto el casquillo tubular de mezclado 1 en el extremo del tramo de mezclado. En el arbol 6 del tornillo sin fin de transporte 5 esta atornillada de acuerdo con el estado de la tecnica una pieza de presion conica 7, contra cuya superficie ascendente 8 se presiona el compuesto transportado en un canal de entrada 9 configurado como intersticio anular y que conduce a la camara de vado.
En la Figura 2 se muestra ahora un dispositivo similar, sin embargo con un casquillo tubular de mezclado 10. En contraposicion al estado de la tecnica, en este caso la pieza tubular esta conformada con una pared interior 11 que discurre a modo de embudo hacia el interior en la direccion del eje de rotacion 4. Con este con este casquillo tubular de mezclado 11 en forma de embudo, que rodea el arbol 6 del tornillo sin fin de mezclado y de transporte 5, se debfa hacia el interior el compuesto que se mueve en la direccion de transporte (flecha A), rodeando la zona de gorron 12 del casquillo tubular de mezclado en forma de embudo 10 el arbol 6 dejando un intersticio anular 13. El intersticio anular 13 tiene una anchura de intersticio entre uno y algunos milfmetros, en particular de aproximadamente 2 milfmetros. La zona de gorron (12) presenta una longitud de mas de la mitad del diametro interior.
De esta manera, la pared interior 11 actua como un medio dispuesto antes de entrar en el canal de entrada, que provoca una fuerza que actua al menos en zonas situadas en el exterior del flujo de transporte, actuando esta fuerza en contra de la fuerza centnfuga provocada por el tornillo sin fin de transporte hacia el interior en la direccion del eje de rotacion 4. Segun las dimensiones de la instalacion y el compuesto que va a procesarse, la zona de embudo puede preverse de modo que se produzca una compensacion de la separacion de componentes. A este respecto no tiene que provocarse obligatoriamente la compensacion mediante un embudo de este tipo. Puede concebirse tambien prever otras estructuras del mismo efecto en el flujo de transporte.
El casquillo tubular de mezclado 10 presenta en el penmetro ranuras de obturacion 14, en las que se encuentran anillos de obturacion correspondientes y obturan el casquillo tubular de mezclado 10 montado contra la camara de vado por un lado y contra la carcasa tubular atravesada por el compuesto, por otro lado.
En la Figura 3a se muestra un casquillo tubular de mezclado 10 que se compone de dos partes en forma de semimonocoque 15 y 16. Ambas partes 15 y 16 se complementan en el estado montado para dar el casquillo tubular de mezclado 10 con el espacio interior en forma de embudo. Ambas partes 15 y 16 se apoyan contra superficies de apoyo 18 correspondientes y se mantienen juntas a traves de dos tornillos enroscados en taladros 17. La superficie frontal 19 dirigida hacia delante en la Figura llega hasta la camara de vado. Puede apreciarse una ranura en forma de canal 21 orientada axialmente que se encuentra en la pared interior 20 de la zona de gorron, cuya profundidad es mayor que la anchura del intersticio anular y presenta varios milfmetros.
En la representacion en corte segun la Figura 3b puede apreciarse igualmente esta ranura 21. Esta conduce partmulas mas gruesas, que no pueden llegar a traves del intersticio anular, en la direccion de transporte (flecha A) hasta la camara de vado.

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para desgasificar una mezcla que contiene componentes separables de diferente densidad, en el que la mezcla se transporta desde un tomillo sin fin de transporte (5) que gira en una carcasa alrededor de un eje de rotacion (4) en un flujo de transporte continuo hasta una camara de vado adecuada para desgasificar, en el que el flujo de transporte se introduce a presion a traves de un canal de entrada (13) en la camara de vado, obturando el flujo de transporte el canal de entrada, caracterizado porque al menos zonas situadas en el exterior del flujo de transporte se desvfan en la direccion del eje de rotacion (4) antes de entrar en el canal de entrada (13) en contra de la fuerza centnfuga provocada por el tornillo sin fin de transporte (5) mediante un casquillo tubular de mezclado (10) con una zona de embudo (11) que discurre conicamente hacia el interior en la direccion de transporte, para compensar al menos en parte una separacion de los componentes.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque la mezcla es un sistema de aglutinante cargado o no cargado.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la mezcla esta mezclada con materiales de relleno, en particular con curvas granulometricas de materiales de relleno organicos e inorganicos en el intervalo de tamanos hasta aproximadamente 20 mm.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tornillo sin fin de transporte (5) se acciona con velocidades de giro de entre 500 y 1500 revoluciones por minuto.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la mezcla se transporta con una velocidad de transporte de mas de un metro por minuto, en particular con una velocidad de transporte de entre 2 y 12 m/min, en la carcasa configurada en forma tubular.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como mezcla se emplean componentes para la fabricacion de piedra de ingeniena (“engineered stone"), de hormigon polfmero, de colada mineral o de superficie solida (“solid surface").
  7. 7. Dispositivo para desgasificar una mezcla para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que presenta un tornillo sin fin de transporte (5) que gira en una carcasa alrededor de un eje de rotacion (4), que transporta la mezcla a traves de un tramo de mezclado hasta una camara de vado que se encuentra en el extremo del tramo de mezclado, estando dispuesto en el extremo del tramo de mezclado un casquillo tubular de mezclado (10), que forma un canal de entrada (13) que lleva a la camara de vado, caracterizado porque el casquillo tubular de mezclado (10) dispuesto antes de la entrada en el canal de entrada (13) presenta una zona de embudo (11) que discurre conicamente hacia el interior en la direccion de transporte y que desvfa el flujo de transporte en la direccion del eje de rotacion (4), que provoca una fuerza que actua al menos sobre zonas situadas en el exterior del flujo de transporte, actuando la fuerza en contra de la fuerza centnfuga provocada por el tornillo sin fin de transporte (5) hacia el interior en la direccion del eje de rotacion (4) y compensando al menos en parte la separacion de los componentes de diferente densidad presentes en la mezcla.
  8. 8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado porque el casquillo tubular de mezclado (10) rodea el arbol (6) con una zona de gorron (12), quedando entre la superficie interior en la zona de gorron (12) y el arbol (6) un intersticio anular, que forma un canal de entrada (13) que lleva a la camara de vado, presentando el intersticio anular una anchura de intersticio de entre uno y algunos miifmetros, en particular de aproximadamente 2 milfmetros.
  9. 9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado porque la zona de gorron (12) presenta una longitud de mas de la mitad del diametro interior.
  10. 10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el casquillo tubular de mezclado (10) esta configurado en dos partes.
  11. 11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el casquillo tubular de mezclado (10) presenta una ranura (21) orientada en particular axialmente, cuya profundidad es mayor que la anchura del intersticio anular y en particular presenta varios milfmetros.
  12. 12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 11, caracterizado porque la profundidad de la ranura (21) presenta aproximadamente 1,5 veces el tamano del grano mas grande que cabe esperar del material de relleno.
ES09783274.5T 2008-09-23 2009-09-22 Procedimiento y dispositivo para desgasificar una mezcla en particular de aglutinantes poliméricos Active ES2614766T3 (es)

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DE102008048598 2008-09-23
DE102008048598A DE102008048598A1 (de) 2008-09-23 2008-09-23 Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen eines Gemisches insbesondere aus polymeren Bindemitteln
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