ES2928081T3 - Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada para tratar granulado de plástico y procedimiento relacionado con esto - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un aparato interno de vórtice de carga pesada (1) para manipular material plástico granular, que comprende un canal de vibración (10) para recibir material plástico granular, dicho canal de vibración tiene un piso de canal (11) y dos paredes laterales (12a, 12b) que están enfrentados entre sí, donde la longitud del canal de vibración (10) es mayor en la dirección longitudinal (a) que la altura y el ancho máximos de una sección transversal del canal perpendicular a la dirección longitudinal; al menos dos generadores de vibraciones (20) para generar una excitación vibratoria que tiene una componente transversal (y) perpendicular a un plano formado por la dirección longitudinal (a) y la dirección vertical (z); y al menos dos soportes de canal (31) que están separados entre sí en la dirección longitudinal (a) del canal de vibración (10), cada uno soportando el suelo del canal (11) y las paredes laterales (12a, 12b) desde el exterior y además puenteando el canal vibratorio (10) en el lado opuesto al fondo del canal (11), estando fijado cada uno de los generadores de vibraciones (20) en al menos dos de los soportes de canal (31). La invención se refiere además a un método para la cristalización de material plástico granular que tiende a pegarse entre sí. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada para tratar granulado de plástico y procedimiento relacionado con esto

La invención se refiere a un dispositivo de canal de vórtice para tratar granulado de plástico según el preámbulo de la reivindicación 1. Además, la invención se refiere a un procedimiento para cristalizar granulado de plástico que tiende a la adhesión con el uso de un dispositivo de canal de vórtice de este tipo.

Después de la granulación propiamente dicha, determinados granulados de plástico se someten a un tratamiento posterior, en particular térmico, para modificar la estructura del granulado. Por ejemplo, el granulado de polilactida (granulado de PLA) y granulado de politetrafluoroetileno (granulado de PET) se obtienen inicialmente del proceso de granulación en un estado amorfo. El granulado amorfo se convierte en un estado al menos parcialmente cristalino en una etapa de tratamiento posterior, que también se denomina cristalización. En este sentido se produce una alineación reforzada entre las cadenas de moléculas.

El control de la temperatura juega un papel importante para la cristalización. Por un lado, el granulado amorfo debe llevarse a una temperatura de reacción correspondiente o debe mantenerse en esta. Sin embargo, por otro lado, algunos granulados, tal como el granulado de PLA, granulado de PET y granulado de PU, tienden a la adhesión en una fase de transición.

El granulado de PLA abandona el granulador por regla general con una temperatura en el intervalo de 80 ° a 120 0C. Las partículas de granulado de PLA individuales inicialmente tienen una superficie muy pegajosa. Debido a la temperatura de transición vítrea muy cercana de aproximadamente 60 0C a 80 0C y la temperatura de cristalización de aproximadamente 90 0C, el secado y la cristalización del PLA son difíciles, ya que se debe evitar que las partículas de granulado se adhieran entre sí durante la cristalización.

Los granulados de PET también son pegajosos ya por debajo de la temperatura de reacción requerida para la cristalización, que se encuentra en aproximadamente de 80 0C a 170 0C. Para evitar una aglomeración de las partículas de granulado, éstas deben moverse por tanto durante la cristalización. La tendencia a la adhesión disminuye con el aumento del grado de cristalización.

Por el estado de la técnica se conocen una pluralidad de soluciones técnicas para la cristalización de tales granulados.

Los enfoques más recientes se basan en la consideración de someter el granulado caliente secado previamente procedente de la granulación a la excitación por vibración durante un proceso de cristalización inmediatamente posterior. Mediante la excitación por vibración se impide una adhesión de las partículas de granulado. Al mismo tiempo, el calor de proceso almacenado en las partículas de granulado se puede utilizar para la cristalización, por lo que no se requiere calor adicional. Por el contrario, los granulados que se almacenan temporalmente por ejemplo en un silo, deben enfriarse en primer lugar para evitar la adhesión y a continuación deben calentarse de nuevo para la cristalización.

Por el documento EP 1924414 B1 es conocido llevar a cabo el tratamiento posterior del granulado en el intervalo de su temperatura de reacción para la cristalización con ayuda de lo que se conoce como un dispositivo de canal de vórtice. Uno de este tipo comprende un canal vibratorio para el alojamiento del granulado así como al menos un excitador de vibración para la excitación por vibración del canal vibratorio. La excitación por vibración se realiza con una clara componente transversal perpendicular a un plano que se extiende por la dirección longitudinal del canal vibratorio y la dirección vertical.

Este tipo especial de excitación por vibración provoca un movimiento helicoidal del granulado en la dirección longitudinal del canal vibratorio, que es característico de los dispositivos de canal de vórtice. Debido a la excitación por vibración en la dirección transversal, las partículas de granulado se mueven por la pared lateral del canal vibratorio hacia arriba y entonces, cuando alcanzan secciones de pared más verticales, se deslizan de vuelta al canal por encima de las partículas de granulado que ascienden posteriormente. Mediante esto se produce un flujo de granulado continuo, sin interrupción con alta interacción de las partículas de granulado, de modo que estas pueden intercambiar calor de proceso entre sí. De esta manera, no solo se consigue un intervalo muy estrecho de tiempos de residencia de las partículas de granulado en la etapa de cristalización, sino al mismo tiempo también un perfil de temperatura muy homogéneo, lo que repercute ventajosamente en la calidad del producto. Un efecto de este tipo no se puede lograr con transportadores vibrantes, cribas o transportadores de tornillo sin fin convencionales, ya que allí no es posible un movimiento helicoidal del granulado con alta interacción de las partículas de granulado.

El dispositivo de canal de vórtice propuesto en el documento EP 1924414 B1 según el preámbulo de la reivindicación 1, que tiene su origen en la parte solicitante de la presente patente, solo es adecuado para cantidades de producción de producto relativamente pequeñas debido a su construcción y, por lo tanto, no es un dispositivo de canal de vórtice para carga pesada. Debido a la componente transversal requerida para generar el movimiento helicoidal del producto, a medida que aumenta la cantidad de producto, se producen fuerzas de masa elevadas transversalmente a la dirección vertical y la dirección longitudinal del canal vibratorio.

Por el documento US 2007/0276119A1 se conocen otro canal vibratorio y otro procedimiento para la cristalización de granulado de plástico, en donde se usa un movimiento en espiral para transportar el granulado de plástico.

La presente invención se basa en el objetivo de conseguir cantidades de producción de producto más altas durante la cristalización de granulados de plástico con un dispositivo de canal de vórtice.

Este objetivo se soluciona mediante un dispositivo de canal de vórtice para carga pesada de acuerdo con la reivindicación 1. Este comprende un canal vibratorio para el alojamiento de granulado de plástico, que presenta una base de canal y dos paredes laterales opuestas, en donde la longitud del canal vibratorio en dirección longitudinal es mayor que la altura y anchura máxima de una sección transversal del canal perpendicular a la dirección longitudinal; al menos dos excitadores por vibración para generar una excitación por vibración que presenta una componente transversal perpendicular a un plano formado por la dirección longitudinal y la dirección vertical; y al menos dos soportes de canal, que están separados entre sí en la dirección longitudinal del canal vibratorio, en cada caso soportan la base de canal y las paredes laterales desde el exterior y puentean además el canal vibratorio en el lado opuesto a la base de canal; en donde está sujeto en cada caso un excitador por vibración a al menos dos de los soportes de canal.

Con una configuración de este tipo, es posible por primera vez tratar cantidades de producto con una masa de 3 a 10 toneladas sin sacrificar la calidad del producto. A este respecto pueden realizarse aceleraciones de 30 a 60 kgm/s2.

Mediante la configuración especial de los soportes de canal pueden controlarse bien las altas fuerzas de gravitación en la dirección transversal.

Configuraciones ventajosas de la invención son objeto de otras reivindicaciones.

Así, para una realización especialmente estable, los soportes de canal pueden formar en cada caso un anillo cerrado que rodee radialmente al canal vibratorio.

Preferentemente, el canal vibratorio pasa esencialmente de manera perpendicular por los soportes de canal, de modo que la dirección longitudinal del canal vibratorio encierra un ángulo mínimo en el intervalo de 75 ° a 88 ° con el plano de extensión principal del respectivo soporte de canal. Los soportes de canal rigidizan el canal vibratorio por consiguiente esencialmente en el plano de su sección transversal.

En una variante de realización, el plano de extensión principal del soporte de canal es un plano vertical que se extiende esencialmente de manera transversal a la dirección longitudinal del canal vibratorio. Se pueden montar varios soportes de canal paralelos entre sí en la dirección longitudinal de los canales vibratorios.

En otra variante de realización, el soporte de canal presenta una placa de soporte de una pieza con un espesor de pared constante, en la que está formada una abertura de paso para el canal vibratorio. Tal placa se puede producir con poco esfuerzo. Dado el caso esta puede reforzarse adicionalmente en su borde con chapas de cordón.

Además, la base de canal del canal vibratorio se puede inclinar en la dirección longitudinal desde un extremo de alimentación hasta un extremo de salida. Esto favorece el transporte de granulado en dirección longitudinal a través del canal vibratorio. Preferentemente, el transporte del producto se produce únicamente mediante la nueva alimentación en el extremo de alimentación, pero también puede favorecerse dado el caso mediante la tecnología de vibración. Sin embargo, la componente de excitación por vibración principal permanece orientada en dirección transversal. Se evitan altas aceleraciones de partículas de granulado en dirección longitudinal.

En una variante de realización preferida, la base de canal del canal vibratorio está inclinada en dirección longitudinal con un ángulo en el intervalo de 2 ° a 15 ° con respecto al plano horizontal.

De acuerdo con otra variante de realización, la sección transversal del canal entre un extremo de alimentación y un extremo de salida del canal vibratorio está libre de vertederos. Esto favorece el mezclado en el flujo del producto y es ventajoso para una calidad homogénea del producto.

Los soportes de canal pueden incluirse en una estructura de carcasa a modo de jaula, que por un lado tiene una alta rigidez, pero por otro lado requiere poco uso de material y, por lo tanto, es relativamente liviana. Para ello, de acuerdo con otra variante de realización, los soportes de canal adyacentes están unidos entre sí por al menos tres travesaños longitudinales en la dirección longitudinal del canal vibratorio.

También se ha demostrado que la dirección de acción de fuerza de la excitación por vibración juega un papel importante, especialmente con grandes masas de producto en el canal vibratorio. Preferentemente, con respecto a la altura total y al apoyo del dispositivo de acuerdo con la invención, los excitadores por vibración están dispuestos por encima del canal vibratorio y allí preferentemente en una zona por encima o lateralmente exterior junto a una de las paredes laterales de tal manera que la línea de acción de fuerzas de la excitación por vibración del respectivo excitador por vibración discurre a una distancia de como máximo el 20 % y preferentemente como máximo el 10 % de la anchura del canal vibratorio entre las paredes laterales hasta el borde superior de la pared lateral en el lado del excitador por vibración. La disposición de los excitadores por vibración en la parte superior también permite un aislamiento térmico sencillo del canal vibratorio desde abajo.

La línea de acción de fuerzas de la excitación por vibración del respectivo excitador por vibración está preferentemente alineada y adaptada a la anchura del canal vibratorio de tal manera que esta corta la base de canal delante del centro de la base de canal en dirección transversal del canal vibratorio.

En otra variante de realización, la línea de acción de fuerzas de la excitación por vibración del respectivo excitador por vibración encierra preferentemente un ángulo en el intervalo de 25 ° a 50 ° con la base de canal en un plano vertical que incluye la dirección transversal. Los ángulos que son demasiado planos o demasiado empinados impiden el ascenso deseado de las partículas de granulado por la pared lateral y la formación de un movimiento helicoidal pronunciado o bien de un vórtice en el canal vibratorio.

Para promover el movimiento helicoidal del granulado en el canal vibratorio, la base de canal presenta una sección recta en el plano de la sección transversal del canal, que está inclinada alejándose del excitador por vibración con respecto a una horizontal en el plano de la sección transversal del canal, en particular puede estar inclinada con un ángulo de 2 ° a 15 ° con respecto a la horizontal.

En el caso de anchos de canal mayores, la sección recta puede dividirse en dos o más secciones parciales rectas mediante una o más acanaladuras que discurren en la dirección longitudinal del canal vibratorio. La inclinación total promedio se mantiene a este respecto preferentemente en el marco mencionado anteriormente de 2 ° a 15 °.

En este contexto, también es ventajoso que las paredes laterales del canal vibratorio se conviertan en cada caso en la base de canal a través de una sección de curvatura, en donde el radio de curvatura de la sección de curvatura en el lado de los excitadores por vibración es mayor que el radio de curvatura de la sección de curvatura en el lado opuesto. Mediante el radio de curvatura reducido en el lado opuesto a los excitadores por vibración se eleva además la capacidad de soporte del canal vibratorio.

La relación entre el radio de curvatura de la sección de curvatura en el lado de los excitadores por vibración y el radio de curvatura de la sección de curvatura en el lado opuesto es preferentemente superior a 2 y más preferentemente superior a 5.

Además, la relación entre el radio de curvatura de la sección de curvatura en el lado de los excitadores por vibración y la anchura del canal vibratorio entre las paredes laterales debe seleccionarse a ser posible inferior a 0,3 y superior a 0,1.

Tal como se ha mencionado ya, el radio de curvatura de la sección de curvatura en el lado de los excitadores por vibración debería ser mayor, en particular significativamente mayor que el radio de curvatura de la sección de curvatura en el lado opuesto. En otra variante de realización, este mayor radio de curvatura se selecciona de manera que ascienda este al menos a un cuarto de la mayor profundidad del canal vibratorio, es decir, la altura del canal vibratorio medida en el interior del mismo.

El llenado teórico del canal vibratorio es superior al 50 % de la sección transversal del canal.

El dispositivo de canal de vórtice para carga pesada explicado anteriormente es adecuado en particular para la realización de un procedimiento para la cristalización de granulado de plástico que tiende a la adhesión de acuerdo con la reivindicación 15. Este incluye alimentar el canal vibratorio según una de las reivindicaciones mencionadas anteriormente con granulado de plástico que, cuando se alimenta, presenta una temperatura por encima de su temperatura de transición vítrea en el intervalo de su temperatura de reacción para la cristalización, así como excitar el canal vibratorio por medio de los excitadores por vibración de tal manera que el granulado de plástico en el canal vibratorio se someta a un movimiento helicoidal, en donde el tiempo de residencia del granulado de plástico en el canal vibratorio asciende a de 20 a 60 minutos y el canal vibratorio está relleno por encima al menos del 50 % de su sección transversal. La alimentación de granulado se realiza a este respecto preferentemente de forma continua. Sin embargo, también es posible el funcionamiento por lotes.

A continuación se explica en más detalle la invención por medio de un ejemplo de realización representado en el dibujo. El dibujo muestra en:

la figura 1 una representación espacial de un dispositivo de canal de vórtice para carga pesada según un ejemplo de realización de la invención,

la figura 2 otra representación especial del dispositivo de canal de vórtice para carga pesada de acuerdo con la figura 1,

la figura 3 una vista en sección del dispositivo de canal de vórtice para carga pesada de acuerdo con la figura 1, y en

la figura 4 una vista detallada de la base de canal de una variante de realización con una sección recta acanalada.

El ejemplo de realización en las figuras 1 a 3 muestra un dispositivo configurado y adecuado para la cristalización de granulado de plástico en forma de un dispositivo de canal de vórtice para carga pesada 1. El principio técnico de un canal de vórtice, que se toma como base en cuestión, se explica en el documento EP 1924414 B1, cuyo contenido con respecto a esto se incluye expresamente en la presente divulgación.

En las figuras así como en las explicaciones siguientes, se hace referencia a un sistema de coordenadas cartesianas xyz, en el que x representa un eje horizontal, y representa un eje horizontal ortogonal a x y z representa un eje vertical ortogonal a x e y. El eje vertical z coincide con la dirección de la gravedad. En consecuencia, los ejes x e y abarcan un plano horizontal xy perpendicular a la dirección de la gravedad.

Para el dispositivo de canal de vórtice para carga pesada se hace referencia además a otro sistema cartesiano de coordenadas de ubicación abc, en el que a define un eje longitudinal del dispositivo, b define una dirección transversal del dispositivo ortogonal a esto y c define una dirección vertical ortogonal a a y b. La dirección transversal b coincide con el eje y. Siempre que a continuación se haga referencia a una dirección transversal, ésta debe entenderse tal como se ha definido anteriormente. El eje longitudinal a puede coincidir con el eje x y la dirección vertical c con el eje z. Por regla general, sin embargo, el eje longitudinal a y la dirección vertical z están ligeramente inclinados con respecto a los ejes correspondientes x y z, tal como se explicará con más detalle más adelante.

El dispositivo de canal de vórtice para carga pesada 1 de acuerdo con la invención comprende en primer lugar un canal vibratorio 10 para el alojamiento de granulado de plástico. El canal vibratorio 10 está diseñado a modo de una pila alargada con un perfil de sección transversal sustancialmente en forma de U. De manera correspondiente a esto, este presenta una base de canal 11 y dos paredes laterales 12a y 12a opuestas, que están conectadas entre sí por la base de canal 11.

Preferentemente, el perfil de sección transversal es constante a lo largo del canal vibratorio 10. Además, este está libre de vertederos entre sus extremos en la dirección longitudinal a.

Las paredes laterales 12a y 12b pueden estar alineadas esencialmente en paralelo una a otra y presentan una distancia constante entre sí en la dirección longitudinal, que se encuentra preferentemente en un intervalo de 1000 a 3000 mm y más preferentemente de 1500 a 2500 mm. Se extienden en la dirección longitudinal y vertical a y c del canal vibratorio.

Las paredes laterales 12a y 12b se convierten en cada caso en la base de canal 11 a través de una sección de curvatura 13a o 13b.

Básicamente, la base de canal 11 se puede diseñar como una superficie sustancialmente plana en el plano horizontal xy. Sin embargo, éste está preferiblemente ligeramente inclinado en la dirección longitudinal a y/o en la dirección transversal b del canal vibratorio 10.

De ese modo, la base de canal 11 del canal vibratorio 10 puede estar inclinado en la dirección longitudinal a desde un extremo de alimentación 14 a un extremo de salida 15 del canal vibratorio 10 para promover el paso de granulado desde el extremo de alimentación 14 hasta el extremo de salida 15. Este es particularmente el caso cuando el avance del granulado en el canal vibratorio 10 debe realizarse única y exclusivamente mediante la alimentación de granulado en el canal vibratorio 10, es decir, sin ningún apoyo técnico de vibración promocional. En una modificación de esto, también se puede generar un avance del granulado en la dirección longitudinal a, sin embargo, mediante tecnología de vibración. Esto último también incluye la posibilidad de invertir la dirección de avance del granulado en el canal vibratorio 10.

La inclinación en la dirección longitudinal a se realiza preferentemente con un ángulo a en el intervalo de 2 ° a 15 ° con respecto al plano horizontal xy. Con respecto a los sistemas de coordenadas definidos anteriormente, esto significa que el eje longitudinal a se establece en el eje x y el ángulo a mencionado.

La inclinación de la base de canal 11 en la dirección transversal b está indicada en la figura 3. La base de canal 11 presenta una sección recta en el plano de la sección transversal del canal, es decir, un plano bc, que está inclinada con respecto a una horizontal b en el plano bc de la sección transversal del canal desde la primera pared lateral 12a hasta la segunda pared lateral 12b. La sección recta de la base de canal 11 está inclinada preferentemente en particular con respecto a la horizontal b con un ángulo p de 2 ° a 15 ° La base de canal 11 representa por consiguiente un plano inclinado en la dirección transversal b del canal vibratorio 10.

En una modificación del ejemplo de realización, la sección recta de la base de canal 11 está dividida por una o varias acanaladuras 11 a que discurren en la dirección longitudinal a del canal vibratorio 10 en dos o más secciones parciales 11b, 11c rectas, que están inclinadas una con respecto a la otra. La figura 4 muestra a modo de ejemplo la sección transversal de una base de canal 11 acanalada con dos secciones 11b y 11c rectas. La inclinación total p promedio, que se mide entre la transición de la base de canal 11 en las secciones de curvatura 13a o 13b, permanece a este respecto preferentemente en el intervalo de 2 ° a 15 °. Mediante el acanalado de la base de canal 11 se logra un efecto de rigidez.

Como ya se mencionó, las paredes laterales 12a y 12b del canal vibratorio 10 se convierten en cada caso en la base de canal 11 a través de una sección de curvatura 13a y 13b. A este respecto, tal como se indica igualmente en la figura 3, el radio de curvatura ra de la sección de curvatura 13a en un lado es mayor que el radio de curvatura rb de la sección de curvatura 13b en el lado opuesto. En la zona de la sección de curvatura 13a del lado mencionado en primer lugar, se forman vórtices en el granulado. El menor radio de curvatura rb en el lado opuesto es ventajoso para un gran volumen de llenado del canal vibratorio 10, de manera que puede conseguirse un alto rendimiento de producto.

El mayor radio de curvatura ra se selecciona de modo que este sea al menos una cuarta parte de la mayor profundidad de la pila t del canal vibratorio 10, es decir, la altura del canal vibratorio 10 medida en el lado interior.

Preferentemente, la relación del radio de curvatura ra de la sección de curvatura 13a en el lado mencionado en primer lugar con respecto al radio de curvatura rb de la sección de curvatura 13b en el lado opuesto es mayor que 2, más preferentemente mayor que 5.

Los radios de curvatura ra especialmente convenientes para la sección de curvatura 13a en el lado mencionado en primer lugar se encuentran en el intervalo de 180 a 450 mm con una anchura de canal de 1800 mm.

En relación con la anchura libre w del canal vibratorio 10 entre las paredes laterales 12a y 12b, es decir, su extensión en la dirección transversal b o bien y, la relación del radio de curvatura ra de la sección de curvatura 13a en el lado mencionado en primer lugar con respecto a la anchura del canal vibratorio 10 es preferentemente inferior a 0,25 y/o superior a 0,1.

Habitualmente, la anchura libre w se selecciona para que sea mayor que la profundidad de la pila t.

El dispositivo 1 de acuerdo con la invención también comprende al menos dos excitadores por vibración 20 para generar una excitación por vibración en el canal vibratorio 10, en donde la excitación por vibración presenta una componente en la dirección transversal b o y. En interacción con la formación del perfil de la sección transversal del canal vibratorio 10, esta componente transversal de la excitación por vibración es decisiva para la formación de un movimiento helicoidal del granulado alrededor de un eje paralelo a la dirección longitudinal a en el canal de vórtice o vibratorio 10. Además, la excitación por vibración puede contener una componente en la dirección vertical z o en la dirección vertical c. Por el contrario, la proporción en la dirección longitudinal a o en la dirección del eje x es despreciable.

Los excitadores por vibración 20 pueden estar configurados, por ejemplo, como excitadores direccionales, que están acoplados entre sí, de modo que la excitación de todos los excitadores por vibración 20 se realiza sincrónicamente. Sin embargo, también se tienen en cuenta otros tipos de excitadores.

Los excitadores por vibración 20 no están sujetos directamente al canal vibratorio 10, sino más bien a una estructura de carcasa 30 configurada en forma de jaula, que se explicará con más detalle a continuación, que porta el canal vibratorio 10.

La estructura de la carcasa 30 se basa en dos o más soportes de canal 31, que están dispuestos preferentemente en paralelo, es decir, secuencialmente en la dirección longitudinal a del canal vibratorio 10. A este respecto, los soportes de canal 31 están separados entre sí en cada caso, tal como puede verse claramente en las figuras 1 y 2. Los soportes de canal 31 pueden fabricarse inicialmente como componentes separados. En el presente caso, se muestran a modo de ejemplo tres soportes de canal 31. Sin embargo, dependiendo de la longitud del canal vibratorio 10, su número también puede seleccionarse para que sea más pequeño o más grande.

La estructura de carcasa 30 también presenta travesaños longitudinales 32, por medio de los cuales los soportes de canal 31 adyacentes están rígidamente conectados entre sí. En el presente caso, están previstos tres travesaños longitudinales 32, que se extienden lateralmente desde el canal vibratorio 10, preferentemente en la dirección x, para conectar al menos dos soportes de canal 31 adyacentes o, dado el caso, también todos los soportes de canal 31. Los travesaños longitudinales 32 pueden estar configurados en forma de varilla o barra. En una variante de realización, estos presentan un perfil de sección transversal constante. En particular, los travesaños longitudinales 32 también pueden estar configuradas como perfiles huecos.

La estructura de carcasa 30 está soportada a través de resortes 40 contra una base. Los resortes 40 están dispuestos preferentemente en al menos una parte de los soportes de canal 31.

Los excitadores por vibración 20 se asientan preferentemente por encima del canal vibratorio 10 en los soportes de canal 31, preferentemente sobre la pared lateral 12a del lado mencionado en primer lugar o sin embargo por ejemplo lateralmente fuera de ella.

Con respecto al procesamiento simultáneo de grandes masas de granulado del orden de magnitud de 3 a 10 toneladas en el canal vibratorio 10, los soportes de canal 31 están diseñados de una manera especial.

La sección transversal de un soporte de canal 31 se puede ver claramente en la figura 3. El soporte de canal 31 está conectado de manera rígida con el canal vibratorio 10. En particular, el soporte de canal 31 presenta dos puntales verticales 31a y 31b que se extienden verticalmente hacia arriba desde una sección de zócalo 31c inferior. Los puntales verticales 31a y 31b están conectados entre sí por una sección de arco 31 d, de manera que se forma una abertura de paso 33 para el canal vibratorio 10 entre dichas secciones 31a a 31d. El soporte de canal 31 presenta su extensión principal en la dirección de los ejes y y z, es decir, su extensión en la dirección x es comparativamente pequeña para este propósito, por lo que puede describirse como en forma de disco o de placa. Como puede verse en las figuras 1 a 3, el soporte de canal 31 soporta la base de canal 11 y las paredes laterales 12a y 12b del canal vibratorio 10 desde el exterior. Así, los puntales verticales 31a y 31b se apoyan en el lado exterior contra las paredes laterales 12a y 12b del canal vibratorio. Asimismo, la base de canal 11 descansa sobre la sección de zócalo 31c inferior.

Además, el soporte del canal 31 puentea el canal vibratorio 10 en el lado opuesto de la base de canal 11. La sección de arco 31d, que une los puntales verticales 31a y 31b entre sí, discurre correspondientemente por encima del canal vibratorio 10 en la dirección transversal b o y.

En el presente caso, los soportes de canal 31 forman en cada caso un anillo cerrado que rodea radialmente al canal vibratorio 10.

El canal vibratorio 10 pasa en este sentido aproximadamente de manera perpendicular a través del soporte de canal 31, es decir, la dirección longitudinal a del canal vibratorio 10 encierra un ángulo más pequeño en el intervalo de 75 ° a 90 ° con el plano de extensión principal xy del respectivo soporte de canal 31.

Mediante esto se consigue una colocación muy estable del canal vibratorio 10 en la estructura de carcasa 30, que por su parte puede realizarse de manera comparativamente ligera. En particular, se contrarresta cualquier ensanchamiento o respiración del canal vibratorio 10 en la dirección transversal b.

En una variante de realización, los soportes de canal 31 presentan en cada caso una placa de soporte 34 de una pieza con un espesor de pared constante, en la que está formada la abertura de paso 33 para el canal vibratorio 10. Mediante chapas de cordón 35 soldadas a los bordes exteriores de la placa de soporte 34 se puede conseguir de manera bastante sencilla un refuerzo adicional.

En lugar de una placa de soporte 34 de una pieza, la estructura anular de un soporte de canal 31 que soporta directamente el canal vibratorio 10 también puede estar compuesta por varias piezas individuales, en particular soldadas.

También es posible fabricar un soporte de canal 31 como pieza fundida.

Los excitadores por vibración 20 están dispuestos en los soportes de canal 31 por encima del canal vibratorio 10 en una zona por encima o lateralmente exterior junto a una de las paredes laterales 12a de tal manera que la línea de acción de fuerzas k de la excitación por vibración del respectivo excitador por vibración 20 discurre con una distancia como máximo el 20 %, preferentemente como máximo del 10 % de la anchura w del canal vibratorio 10 entre las paredes laterales 12a y 12b hasta el borde superior 12c de la pared lateral 12a en el lado del excitador por vibración.

La línea de acción de fuerzas k de la excitación por vibración del respectivo excitador por vibración 20 corta preferentemente la base de canal 11 delante del centro de la base de canal 11 en la dirección transversal b o bien y del canal vibratorio 10. Esto promueve la formación de vórtices en la zona de la sección de curvatura 13a en el lado del excitador por vibración curvada más suavemente del canal vibratorio 10 y asegura un gran número de colisiones entre las partículas de granulado a tratar.

Además, la línea de acción de fuerzas k de la excitación por vibración del respectivo excitador por vibración 20 en un plano vertical yz que incluye la dirección transversal b o bien y encierra un ángulo y en el intervalo de 25 ° a 50 ° con la base de canal 11.

Con el dispositivo de canal de vórtice para carga pesada 1 citado anteriormente, se pueden tratar simultáneamente masas de granulado de 3 a 10 t sin sacrificar la calidad del producto, en donde son posibles valores de aceleración en el intervalo de 30 a 60 kgm/s2, lo que asegura que las partículas de granulado no se adhieran entre sí.

El llenado teórico del canal vibratorio 10 puede ser a este respecto superior al 50 % de la sección transversal del canal, es decir, se logra una buena utilización del espacio de tratamiento para el granulado.

Debido al cerramiento radial del canal vibratorio 10 en forma de pila, los soportes de canal 31 son particularmente adecuados para absorber las fuerzas introducidas en la dirección del eje y, transversalmente a la dirección de flujo del producto. Estas fuerzas se vuelven muy altas cuando hay un gran llenado de producto y su efecto puede intensificarse aún más por la excitación dinámica del producto y en particular por la formación de grumos en el producto que no se pueden descartar.

Los anchos alcanzables del canal vibratorio 10 se encuentran en aproximadamente de 1000 a 3000 mm. A este respecto son posibles longitudes totales de 5000 a 10000 mm.

Esto tiene en cuenta el hecho de que, con ciertos plásticos, se desean rendimientos cada vez mayores, es decir, volúmenes de producto con aproximadamente el mismo tiempo de permanencia, pero el número de canales vibratorios a utilizar en serie debe limitarse a ser posible a un máximo de tres dispositivos de canal de vórtice por razones de tecnología de instalación y costes.

La construcción de la estructura de carcasa 30 que lleva el canal vibratorio 10 a partir de una pluralidad de soportes de canal 31 preferiblemente en forma de disco, que en cada caso rodean radialmente el canal vibratorio 10 en forma de pila y al mismo tiempo absorben las fuerzas introducidas por los excitadores por vibración 20, sigue siendo comparativamente ligero y de producción barata.

El dispositivo de canal de vórtice para carga pesada 1 explicado anteriormente es en particular adecuado para llevar a cabo un procedimiento para la cristalización de granulado de plástico que tiende a adherirse, como por ejemplo PLA, PET o PU. Para ello, el canal vibratorio 10 del dispositivo de canal de vórtice para carga pesada 1 se carga con granulado de plástico, que ya se calienta cuando se alimenta, es decir, en particular presenta una temperatura por encima de su temperatura de transición vítrea en el intervalo de su temperatura de reacción para la cristalización.

En particular, con el fin de ahorrar energía, el granulado bruto se puede tomar directamente de un dispositivo de granulación sin tener que enfriar este previamente. Sin embargo, esto significa que si el espacio es limitado, debe haber suficiente espacio para el canal o canales de vórtice subsiguientes, por lo que es de gran importancia un diseño compacto que permita grandes caudales.

La excitación del canal vibratorio 10 se realiza por medio de los excitadores por vibración 20 instalados espacialmente de manera ventajosa en los soportes de canal 31 de tal manera que el granulado de plástico en el canal vibratorio 10 se somete a un movimiento helicoidal o de vórtice, de modo que resulta un buen mezclado en el granulado. Esto, a su vez, significa que el perfil de temperatura de todas las partículas de granulado se mantiene muy uniforme, es decir, todas las partículas de granulado se tratan en gran medida en las mismas condiciones, de modo que se ajusta una calidad de producto muy homogénea.

El tiempo de permanencia del granulado de plástico en el canal vibratorio 10 bajo excitación por vibración asciende normalmente a de 20 a 60 minutos, cuando el canal vibratorio se llena hasta aproximadamente el 50 % de su sección transversal o más. Al final del tiempo de permanencia, la cristalización ha progresado tanto que las partículas de granulado ya no son pegajosas, de modo que o bien están completamente llenas o bien pueden cristalizarse a grados de cristalización más altos en otros dispositivos.

La invención se ha explicado con más detalle anteriormente por medio de un posible ejemplo de realización y otras modificaciones. El ejemplo de realización y las modificaciones sirven para probar la operatividad de la invención. Las características técnicas individuales que se han explicado anteriormente en el contexto de otras características individuales también se pueden implementar independientemente de estas así como en combinación con otras características individuales, incluso si esto no se describe expresamente, siempre que sea técnicamente posible. Por lo tanto, la invención no se limita expresamente al ejemplo de realización descrito de manera concreta, sino que comprende todas las configuraciones definidas por las reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) que comprende:

un canal vibratorio (10) para el alojamiento de granulado de plástico, que presenta una base de canal (11) y dos paredes laterales (12a, 12b) opuestas, en donde la longitud del canal vibratorio (10) en dirección longitudinal (a) es mayor que la máxima altura y anchura de una sección transversal del canal perpendicular a la dirección longitudinal; y

al menos dos excitadores por vibración (20) para generar una excitación por vibración que presenta una componente transversal (y) perpendicular a un plano formado por la dirección longitudinal (a) y la dirección vertical (z);

caracterizado por

al menos dos soportes de canal (31), que están separados entre sí en la dirección longitudinal (a) del canal vibratorio (10), soportan desde el exterior en cada caso la base de canal (11) y las paredes laterales (12a, 12b) y puentean además el canal vibratorio (10) en el lado opuesto de la base de canal (11),

en donde en cada caso uno de los excitadores por vibración (20) está sujeto a al menos dos de los soportes de canal (31).

2. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que los soportes de canal (31) forman en cada caso un anillo cerrado que rodea radialmente al canal vibratorio (10).

3. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el canal vibratorio (10) pasa esencialmente de manera perpendicular a través de los soportes de canal (31), de modo que la dirección longitudinal (a) del canal vibratorio (10) encierra un ángulo más pequeño en el intervalo de 75 ° a 90 ° con el plano de extensión principal del respectivo soporte de canal (31).

4. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según la reivindicación 3, caracterizado por que el plano de extensión principal del soporte de canal (31) es un plano vertical (yz).

5. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según la reivindicación 3 o 4, caracterizado por que el soporte de canal (31) presenta una placa de soporte (34) de una sola pieza con un espesor de pared constante, en la que se forma una abertura de paso (33) para el canal vibratorio (10).

6. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la base de canal (11) del canal vibratorio (10) está inclinada en la dirección longitudinal (a) desde un extremo de alimentación (14) hasta un extremo de salida (15), en particular está inclinada con un ángulo (a) en el intervalo de 2 ° a 15 ° con respecto a un plano horizontal (xy), y/o

por que la sección transversal del canal entre un extremo de alimentación (14) y un extremo de salida (15) del canal vibratorio (10) está libre de vertederos.

7. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los soportes de canal (31) adyacentes están conectados entre sí por al menos tres travesaños longitudinales (32) en la dirección longitudinal (a) del canal vibratorio (10).

8. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que los excitadores por vibración (20) están dispuestos por encima del canal vibratorio (10) en una zona superior o lateralmente exterior junto a una de las paredes laterales (12a) de manera que la línea de acción de fuerzas (k) de la excitación por vibración del respectivo excitador por vibración (20) discurre con una distancia de como máximo el 20 %, más preferentemente como máximo el 10 % del ancho libre del canal vibratorio (10) entre las paredes laterales (12a, 12b) con respecto al borde superior (12c) de la pared lateral (12a) en el lado del excitador por vibración.

9. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la línea de acción de fuerzas (k) de la excitación por vibración del respectivo excitador por vibración (20) corta la base de canal (11) delante del centro de la base de canal (11) en la dirección transversal (b, y) del canal vibratorio (10);

y/o

por que la línea de acción de fuerzas (k) de la excitación por vibración del respectivo excitador por vibración (20) encierra un ángulo (y) en el intervalo de 25 ° a 50 ° con la base de canal (11) en un plano vertical que incluye la dirección transversal (b, y).

10. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la base de canal (11) presenta una sección recta en el plano de la sección transversal del canal (bc), que está inclinada alejándose del excitador por vibración (20) con respecto a una horizontal (b) en el plano de la sección transversal del canal (bc), en particular está inclinada con respecto a la horizontal (b) con un ángulo (6) de 2 ° a 15 O

11. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que la base de canal (11) presenta al menos una acanaladura (11 a) en la dirección longitudinal.

12. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que las paredes laterales (12a, 12b) del canal vibratorio (10) se convierten en cada caso en la base de canal (11) a través de una sección de curvatura (13a, 13b), en donde el radio de curvatura (ra) de la sección de curvatura (13a) en el lado de los excitadores por vibración (20) es mayor que el radio de curvatura (rb) de la sección de curvatura (13b) en el lado opuesto.

13. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según la reivindicación 12, caracterizado por que la relación del radio de curvatura (ra) de la sección de curvatura (13a) en el lado de los excitadores por vibración (20) con respecto al radio de curvatura (rb) de la sección de curvatura (13b) en el lado opuesto es superior a 2, preferentemente superior a 5,

y/o

por que la relación del radio de curvatura (ra) de la sección de curvatura (13a) en el lado de los excitadores por vibración (20) con respecto a la anchura del canal vibratorio (10) entre las paredes laterales (12a, 12b) es inferior a 0,3 y superior a 0,1.

14. Dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según una de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado por que el radio de curvatura (ra) de la sección de curvatura (13a) en el lado de los excitadores por vibración (20) asciende al menos a una cuarta parte de la mayor profundidad de la pila (t) del canal vibratorio (10).

15. Procedimiento para la cristalización de granulado de plástico que tiende a la adhesión, caracterizado por alimentar al canal vibratorio (10) de un dispositivo de canal de vórtice para carga pesada (1) según una de las reivindicaciones anteriores con granulado de plástico que, cuando se alimenta, presenta una temperatura por encima de su temperatura de transición vítrea en el intervalo de su temperatura de reacción para la cristalización, y

excitar el canal vibratorio (10) por medio de los excitadores por vibración (20) de tal manera que el granulado de plástico en el canal vibratorio (10) se somete a un movimiento helicoidal,

en donde el tiempo de permanencia del granulado de plástico en el canal vibratorio asciende a de 20 a 60 minutos y el canal vibratorio (10) está relleno con granulado de plástico por encima al menos del 50 % de su sección transversal.