ES2938013T3 - Instalación de tratamiento y procedimiento para el tratamiento de material plástico para su reciclado - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un método ya una planta de procesamiento (1) de material plástico para su reciclado. Para este propósito, la planta de procesamiento (1) comprende un dispositivo de alimentación (4), una unidad de procesamiento (2), que tiene un dispositivo de trituración (5) y un dispositivo de transporte (6) contiguo al mismo, y que también comprende un dispositivo de extrusión (3) con un tornillo extrusor (21). Mientras se transporta a lo largo de una primera sección de transporte (9) en la dirección de una región de transferencia (8) por medio del dispositivo de transporte (6), el material plástico triturado se calienta a una temperatura de transferencia con un valor de temperatura promedio en el región de la temperatura de reblandecimiento del material plástico. En la zona de transferencia (8), el material plástico triturado se transfiere al dispositivo de extrusión (3). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Instalación de tratamiento y procedimiento para el tratamiento de material plástico para su reciclado
La invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de material plástico así como a una instalación de tratamiento de material plástico, en particular para el tratamiento de material plástico termoplástico para su reciclaje.
Del documento WO 98/16360 A, y del documento resultante EP 0 934 144 B1, se conoce, respectivamente, un dispositivo de procesamiento de diseño genérico para triturar, transportar y posteriormente plastificar material termoplástico. Este dispositivo de preparación comprende un dispositivo de alimentación, una unidad de tratamiento y un dispositivo de plastificación conectado a ella. La unidad de tratamiento comprende a su vez un dispositivo de trituración, un dispositivo transportador en forma de tornillo sin fin, una carcasa configurada de forma tubular y al menos un medio de accionamiento para el dispositivo de trituración y el dispositivo transportador. El dispositivo triturador y el dispositivo transportador en forma de tornillo adyacente se alojan en la carcasa configurada de forma tubular y están montados de manera giratoria. Además, el transportador define una primera sección de transporte que tiene un primer eje longitudinal. La carcasa tubular tiene al menos una abertura de alimentación en la región del dispositivo de trituración, que está abierta hacia el dispositivo de alimentación, y una abertura de salida dispuesta en el lado inferior en una región final de la primera sección de transporte del dispositivo de transporte. El dispositivo de plastificación a su vez comprende un tornillo sin fin extrusor alojado en una carcasa de extrusora y un medio de accionamiento adicional para el mismo. El tornillo sin fin extrusor tiene una sección de transporte adicional y define un eje longitudinal adicional en la sección de transporte adicional. En la carcasa de extrusora está dispuesta una abertura de llenado, en donde la abertura de llenado y la abertura de salida, dispuestas en la carcasa tubular, están dispuestas directamente adyacentes entre sí. En la sección de transferencia entre el dispositivo de transporte y el tornillo sin fin extrusor, el material plástico triturado es transportado, o bien directamente por el filete de tornillo sin fin del dispositivo de transporte en forma de tornillo sin fin o por cuchillas giratorias de la parte portadora del dispositivo de descarga a través de la abertura de salida hacia la abertura de alimentación y, por lo tanto, hacia el tornillo sin fin extrusor situado por debajo. El primer eje longitudinal del dispositivo de transporte y el eje longitudinal adicional del tornillo sin fin extrusor están dispuestos en la zona de la abertura de salida y la abertura de llenado cruzándose entre sí en un ángulo de 90° con respecto a una proyección sobre un plano horizontal. El sentido giro de la instalación de tratamiento en la abertura de salida se selecciona para que coincida con la dirección de transporte del tornillo sin fin extrusor.
Un dispositivo de tratamiento similar del mismo tipo se muestra en el documento EP 1918 084 B1 que se dirige al diseño geométrico de la zona de transferencia entre el dispositivo de transporte y el tornillo sin fin extrusor. También en este caso, el primer eje longitudinal del dispositivo de transporte y el otro eje longitudinal del tornillo sin fin extrusor están dispuestos en la zona de transición entre la abertura de salida y la abertura de alimentación, de tal manera que se cruzan con respecto a una proyección sobre un plano horizontal en un ángulo de 90° o en un ángulo que se desvía de éste. La transferencia del material plástico triturado desde el dispositivo de transporte hasta el tornillo sin fin extrusor puede realizarse de forma similar a la descrita anteriormente en el documento Wo 98/16360 A y en el documento resultante EP 0934 144 B1.
Estos dos dispositivos de tratamiento conocidos han demostrado funcionar bastante bien en la práctica, aunque no ha sido posible conseguir una transferencia uniforme del material plástico triturado al dispositivo de plastificación en todos los casos de funcionamiento. En casos concretos, podrían acumularse trozos de plástico en la zona de transferencia del material plástico triturado entre la abertura de salida de la zona del dispositivo de transporte y la abertura de llenado en el dispositivo de plastificación, lo que podría provocar una reducción del tamaño de las aberturas o incluso su obstrucción. Además, la cantidad de plástico suministrada y fundida por el plastificador por unidad de tiempo solo podía aumentarse incrementando la velocidad del accionamiento del plastificador. Sin embargo, la posibilidad de aumentar la velocidad estaba limitada por la degradación del material debida al cizallamiento excesivo y a la potencia del motor.
El documento DE 35 25 554 A1 describe otra configuración de un dispositivo de procesamiento para material termoplástico. El dispositivo tiene un recipiente de recepción vertical, en cuya región de la base se proporciona una herramienta de trituración y mezcla, que está dispuesta de tal modo que puede girar alrededor del eje del recipiente. Una extrusora de tornillo sin fin transversal al eje del recipiente está dispuesta a un lado y debajo del recipiente receptor. Además, se proporciona un transportador de tornillo sin fin alineado en una dirección paralela con respecto al eje del recipiente, que está dispuesto en una extensión en forma de bolsillo de la pared periférica del recipiente receptor al lado de la herramienta de trituración y mezcla. El transportador de tornillo sin fin está en voladizo libre en la dirección de la extrusora de tornillo sin fin y termina con su extremo de tornillo sin fin libre en una abertura de alimentación formada en la carcasa de extrusora de tornillo sin fin. El material plástico triturado es transportado por el transportador de tornillo sin fin alineado verticalmente hacia la abertura de alimentación y, tras pasar por la abertura de alimentación, llega al tornillo sin fin extrusor de la extrusora de tornillo sin fin . El documento US 6126100 A también divulga un procedimiento y un aparato para el tratamiento de material plástico.
La presente invención se basa en el objetivo de hacer que la transferencia del material plástico triturado desde el dispositivo de transporte al dispositivo de extrusión sea más uniforme e incluso más constante, con el fin de minimizar o incluso evitar una acumulación de material plástico en la zona de transferencia y un atasco asociado de la zona de transferencia. Además, la tasa de salida de la cantidad de plástico descargada desde el dispositivo de extrusión por unidad de tiempo debe incrementarse mientras que la potencia de accionamiento del dispositivo de extrusión debe permanecer igual.
Este objetivo se consigue mediante un procedimiento para el tratamiento de material plástico, así como una instalación de tratamiento de material plástico según las reivindicaciones.
El procedimiento se usa para el tratamiento de material plástico, en particular material plástico termoplástico para su reciclado, mediante una instalación de tratamiento que comprende los siguientes pasos:
• Proporcionar un dispositivo de alimentación, en el que el material plástico a tratar se conduce al dispositivo de alimentación,
• Proporcionar una instalación de tratamiento con
o una carcasa configurada de forma cilíndrica hueca,
o un cuerpo de árbol con un dispositivo de trituración dispuesto o formado en el cuerpo de árbol y un dispositivo de transporte adyacente al dispositivo de trituración en la dirección de transporte y que comprende al menos un primer filete de tornillo sin fin,
o en donde el cuerpo de árbol define un primer eje longitudinal,
o en donde el primer filete de tornillo sin fin sobresale del cuerpo de árbol en la dirección radial por un primer saliente y una primera superficie anular con una primera envoltura exterior está definida por el primer saliente, en donde una anchura anular de la primera superficie anular corresponde al primer saliente,
o en donde una primera sección de transporte está definida por el dispositivo de transporte en la dirección axial del cuerpo de árbol,
o en donde el cuerpo de árbol es recibido en la carcasa y está montado de forma giratoria en su primer extremo de árbol por medio de una primera disposición de cojinetes y en su segundo extremo de árbol, que está separado del mismo en la dirección axial, por medio de una segunda disposición de cojinetes, y
o en donde la carcasa tiene en la región del dispositivo de trituración al menos una abertura de alimentación abierta hacia el dispositivo de alimentación, y
o el material plástico a tratar es triturado por el dispositivo de trituración y transportado a lo largo de la primera sección de transporte hacia el segundo extremo de árbol por medio de al menos un primer filete de tornillo sin fin del dispositivo de transporte,
• Proporcionar un dispositivo de extrusión con
o una carcasa de extrusora,
o al menos un tornillo sin fin extrusor, que comprende un cuerpo de base de tornillo y al menos otro filete de tornillo sin fin,
o en donde el al menos otro filete de tornillo sin fin del tornillo sin fin extrusor define un extremo exterior de la envoltura,
o en donde el tornillo sin fin extrusor es recibido en la carcasa de extrusora y define otro eje longitudinal, y
o en donde al menos un tornillo de extrusión define otra sección de transporte y, visto en la dirección de transporte, el dispositivo de extrusión está dispuesto a continuación de la instalación de tratamiento,
• Proporcionar un zona de transferencia que tenga una abertura de salida de la carcasa y una abertura de alimentación a la carcasa de extrusora, en donde el zona de transferencia esté dispuesta en una sección final de la primera sección de transporte del dispositivo de transporte y la primera sección de transporte esté en comunicación de flujo con la segunda sección de transporte en el zona de transferencia,
• en donde, con respecto a una proyección sobre un plano horizontal, el primer eje longitudinal y el eje longitudinal adicional están alineados cruzándose en la zona de transferencia, y
• en donde el material plástico transportado por el dispositivo de transporte es transferido en la zona de transferencia al dispositivo de extrusión y a su al menos un tornillo sin fin extrusor, y además
• el material plástico triturado es calentado durante su movimiento de transporte a lo largo de la primera sección de transporte hacia la zona de transferencia al menos por medio del dispositivo de transporte a una temperatura de transferencia con un valor medio de temperatura, estando el valor medio de temperatura de la temperatura de transferencia al menos en el intervalo de la temperatura de reblandecimiento del material plástico,
• el al menos otro filete de tornillo sin fin del tornillo sin fin extrusor, visto en la dirección de proyección axial en la dirección del primer eje longitudinal del cuerpo de árbol, está dispuesto de tal manera que el al menos otro filete de tornillo sin fin se proyecta en la dirección del primer eje longitudinal en la primera superficie anular definida por el primer filete de tornillo sin fin con su primera proyección, y
• el material plástico triturado en la zona de transferencia es transportado a su temperatura de transferencia por medio del al menos un primer filete de tornillo sin fin directamente dentro del otro extremo de la envoltura definido por el al menos un filete de tornillo sin fin adicional del tornillo sin fin extrusor.
La ventaja conseguida de este modo es que la cantidad adicional de calor o energía térmica introducida a lo largo de la primera sección de transporte por el dispositivo de transporte calienta el material plástico previamente triturado hasta tal punto que se lleva al menos hasta la temperatura de reblandecimiento del material plástico respectivo, de tal modo que cambia al menos parcialmente a un estado plastificado. En este procedimiento seleccionado, la energía de accionamiento proporcionada por la instalación de tratamiento no solo se usa para el proceso de trituración y el movimiento de transporte, sino que también sirve para calentar el material plástico hasta una determinada temperatura de transferencia hasta la zona de transferencia. La unidad de accionamiento dispone de una potencia nominal elevada para el proceso de trituración, pero en realidad solo se necesita en periodos de tiempo relativamente cortos. Durante el tiempo restante, la energía de accionamiento residual no usada de la unidad de accionamiento se emplea para el proceso de calentamiento del material plástico hasta la zona de transferencia. Al precalentar o templar el material plástico al menos a lo largo de la primera sección de transporte, es posible conformarse con una menor potencia de accionamiento del dispositivo de extrusión. Sin embargo, con la misma potencia de accionamiento del dispositivo de extrusión, se puede conseguir una mayor cantidad de material plástico por unidad de tiempo.
Debido a la transferencia directa del material plástico por el tornillo sin fin extrusor, éste ya se puede calentar a temperaturas considerablemente más altas en la instalación de tratamiento sin que se pegue a la zona de transferencia. El material plástico se calienta al menos hasta que comienza la plastificación y también puede comprimirse previamente. De este modo se descarga de energía el tornillo sin fin extrusor situado aguas abajo. El material plástico está más compactado y se necesita menos energía para calentar aún más la masa fundida en la unidad de extrusión. De este modo se consiguen unas condiciones de cizallamiento más suaves en la extrusora manteniendo el mismo rendimiento.
Además, debido a la mayor temperatura del material plástico, el secado del material húmedo también tiene lugar antes de la zona de transferencia. La elevada superficie del transportador también favorece un intercambio de calor eficaz y permite que el agua salga en dirección al dispositivo de suministro o en dirección a cualquier abertura prevista en la zona del transportador. Esto también reduce la energía que hay que introducir en la extrusora, al tiempo que se aprovechan las mejores condiciones geométricas del dispositivo de transporte en comparación con el espacio limitado del tornillo de la extrusora.
Además, disponiendo al menos el tramo adicional del tornillo sin fin extrusor en la primera superficie anular definida por la proyección del primer tramo del tornillo sin fin de manera que se solapen en la dirección de proyección, se consigue una disposición aún más estrecha de los dos ejes longitudinales de intersección de la instalación de tratamiento, en particular del dispositivo de transporte con su cuerpo de árbol, y del tornillo sin fin extrusor. El material plástico transportado o alimentado por el primer filete de tornillo sin fin del dispositivo transportador es transportado así directamente a la zona de trabajo del tornillo sin fin extrusor con su filete de tornillo sin fin adicional, tal como se ve en la sección transversal del dispositivo transportador. La sección de transferencia vertical en la zona de transferencia se acorta mediante la superposición preferente de los ejes longitudinales que se cruzan y su alineación angular entre sí. Además, partiendo del primer filete de tornillo sin fin del dispositivo de transporte, se consigue un transporte forzado dirigido del material plástico triturado directamente hacia el tornillo sin fin extrusor y el filete de tornillo sin fin adicional o segundo dispuesto sobre él. Este solapamiento de las zonas de transporte formadas por los filetes de tornillo sin fin elimina la necesidad de herramientas adicionales de apisonado y/o corte en la zona de transferencia al final del transportador. Además, se reduce o se evita por completo la acumulación de material plástico en la zona de transferencia del transportador al dispositivo de extrusión.
Además, es ventajoso un procedimiento en el que el valor de la temperatura de transferencia del material plástico corresponde al menos a la temperatura de fusión del material plástico.
Otro procedimiento ventajoso se caracteriza porque el valor de la temperatura de transferencia del material plástico es de al menos 100 °C.
También es ventajoso disponer de una variante del procedimiento en la que hasta un 20 % de la cantidad de calor necesaria para calentar el material plástico desde la temperatura de alimentación hasta una temperatura de descarga del material plástico desde el dispositivo de extrusión, es añadida al material plástico por medio del dispositivo de transporte. Esto permite aumentar la cantidad de material plástico fundido por unidad de tiempo del dispositivo de extrusión con el mismo consumo de energía.
Otro enfoque se caracteriza porque el calentamiento del material plástico se lleva a cabo mediante el movimiento giratorio del dispositivo de transporte y su al menos un primer filete de tornillo sin fin sobre una base mecánica. Así, el movimiento giratorio del transportador también se puede usar para aplicar la cantidad de calor o energía térmica.
Además, es ventajoso un procedimiento en el que se suministra una cantidad adicional de calor y/o se extrae una cantidad de calor del material plástico durante su movimiento de transporte, al menos a lo largo de la primera sección de transporte. De este modo, se puede conseguir una curva de temperatura aún más precisa dentro del material plástico que se va a tratar, hasta la zona de transferencia. Esto significa que en el caso de un aporte adicional de energía, se puede reducir la necesidad de energía mientras que la tasa de rendimiento en el dispositivo de extrusión sigue siendo la misma, o se puede aumentar la tasa de rendimiento por unidad de tiempo en el dispositivo de extrusión con el mismo aporte de energía.
Sin embargo, el objetivo de la invención también se consigue mediante una instalación de tratamiento de material plástico, en particular para el tratamiento de material plástico termoplástico para su reciclaje.
La instalación de tratamiento según la invención se usa para el procesamiento, a saber, la trituración, el transporte y la posterior fusión, de material termoplástico para su reciclaje. La instalación de transformación comprende al menos • un dispositivo de alimentación,
• una unidad de tratamiento con
o una carcasa configurada de forma cilíndrica hueca,
o un cuerpo de árbol, con un dispositivo de trituración dispuesto o formado en el cuerpo de árbol y un dispositivo de transporte adyacente al dispositivo de trituración en la dirección de transporte y que comprende al menos un primer filete de tornillo sin fin,
o en donde el cuerpo de árbol define un primer eje longitudinal,
o en donde el primer filete de tornillo sin fin sobresale del cuerpo de árbol en dirección radial por un primer saliente y una primera superficie anular que tiene una primera envoltura exterior está definida por el primer saliente, en donde una anchura anular de la primera superficie anular corresponde al primer saliente,
o en donde el dispositivo de transporte define una primera sección de transporte en la dirección axial del cuerpo de árbol,
o en donde el cuerpo de árbol es recibido en la carcasa y está montado de forma giratoria en su primer extremo del árbol por medio de una primera disposición de cojinetes y en su segundo extremo del árbol, que está separado del mismo en la dirección axial, por medio de una segunda disposición de cojinetes, y
o en donde la carcasa tiene al menos una abertura de alimentación en la región del dispositivo de trituración que está abierta hacia el dispositivo de alimentación,
• un dispositivo de extrusión con
o una carcasa de extrusora,
o al menos un tornillo sin fin extrusor, que comprende un cuerpo de base de tornillo sin fin y al menos otro filete de tornillo sin fin,
o en donde el al menos otro filete de tornillo sin fin del tornillo sin fin extrusor define un extremo exterior de la envoltura,
o en donde el tornillo sin fin extrusor es recibid en la carcasa de extrusora y define otro eje longitudinal, y
o en donde al menos un tornillo de extrusión define otra sección de transporte y, visto en la dirección de transporte, el dispositivo de extrusión está dispuesto a continuación de la instalación de tratamiento,
• una zona de transferencia con una abertura de salida de la carcasa y una abertura de llenado en la carcasa de extrusora, estando la zona de transferencia dispuesta en una sección final de la primera sección de transporte del dispositivo de transporte y estando la primera sección de transporte en comunicación de flujo con la segunda sección de transporte en la zona de transferencia, y
• en donde, con respecto a una proyección sobre un plano horizontal, el primer eje longitudinal y el eje longitudinal adicional están alineados para cruzarse en la zona de transferencia, y además
• al menos el otro filete de tornillo del tornillo sin fin extrusor, visto en la dirección de proyección axial en la dirección del primer eje longitudinal del cuerpo de árbol, se proyecta en la dirección del primer eje longitudinal en la primera superficie anular definida por el primer filete de tornillo sin fin con su primer saliente.
La ventaja que se consigue de este modo es que al disponer al menos el filete de tornillo sin fin adicional del tornillo sin fin extrusor en la primera superficie anular definida por la proyección del primer tramo del tornillo sin fin, que se solapa en la dirección de proyección, se consigue una disposición aún más estrecha de los dos ejes longitudinales de intersección de la instalación de tratamiento, en particular del dispositivo de transporte con su cuerpo de árbol, y del tornillo sin fin extrusor. El material plástico transportado o alimentado por el primer filete de tornillo sin fin del dispositivo transportador es transportado directamente a la zona de trabajo del tornillo sin fin extrusor con su filete de tornillo sin fin adicional, tal como se ve en la sección transversal del dispositivo transportador. La sección de transferencia vertical en la zona de transferencia se acorta mediante la superposición preferente de los ejes longitudinales que se cruzan y su alineación angular entre sí. Además, partiendo del primer filete de tornillo sin fin del dispositivo de transporte, se consigue un transporte forzado dirigido del material plástico triturado directamente hacia el tornillo sin fin extrusor y el filete de tornillo sin fin posterior o segundo dispuesto sobre él. Esta superposición de las zonas de transporte permite prescindir de herramientas adicionales de apisonado y/o corte en la zona de transferencia al final del dispositivo de transporte. Además, se reduce o se evita por completo la acumulación de material plástico en la zona de transferencia del transportador al dispositivo de extrusión.
Además, puede ser ventajoso si una sección del cuerpo base del tornillo sin fin extrusor se extiende dentro de la primera superficie anular definida por la primera protuberancia del primer filete de tornillo. Esto permite conseguir una absorción aún mejor y un grado de llenado más uniforme del tomillo sin fin de la extrusora con el material plástico previamente triturado y alimentado.
Otra forma de realización se caracteriza por que está previsto un tubo de soporte, en el cual está dispuesto o formado el primer filete de tornillo sin fin, y el tubo de soporte está dispuesto en el cuerpo de árbol y está conectado al cuerpo de árbol de manera resistente a la torsión para formar una unidad estructural coherente. Esto permite tener en cuenta rápidamente las distintas condiciones de funcionamiento. Además, esto también facilita la sustitución de los componentes desgastados sin tener que cambiar todo el cuerpo de árbol.
Otra posible forma de realización tiene las características de que el extremo de la envoltura exterior del filete de tornillo sin fin extrusor está dispuesto inmediatamente adyacente al cuerpo de árbol de la instalación de tratamiento. Esto permite que los dos ejes longitudinales del dispositivo transportador y del dispositivo de extrusión estén dispuestos a la menor distancia posible entre ellos. Debido a la disposición directa y adyacente del filete del tornillo sin fin adicional con su envoltura exterior adicional definida por este último, se pueden evitar colisiones entre el tornillo sin fin extrusor y el cuerpo de árbol de la unidad de tratamiento.
Otra forma de realización prevé que el primer filete de tornillo sin fin, visto en la dirección del primer eje longitudinal, termine antes de los extremos de la envoltura exterior definidos por el filete de tornillo sin fin adicional. De este modo se garantiza que en la zona de transferencia el primer filete de tornillo sin fin del dispositivo de transporte no colisione con la zona circunferencial exterior del tornillo sin fin extrusor con su filete de tornillo sin fin adicional.
Otra forma de realización se caracteriza porque está previsto un elemento de guía, elemento de guía que está dispuesto en el cuerpo de árbol en la dirección axial en el lado del dispositivo de transporte que se aleja del dispositivo de trituración y cuya sección transversal, vista en sección axial, está configurada para ser ligeramente más pequeña en su sección orientada hacia el tornillo sin fin extrusor que la envoltura exterior adicional definida por el filete de tornillo sin fin adicional. Disponiendo el elemento de guía en el lado opuesto al dispositivo de transporte con respecto al tornillo sin fin extrusor, se puede conseguir una transferencia aún más dirigida del material plástico transportado a la zona de recepción del tornillo sin fin extrusor. Sin embargo, también se puede usar para conseguir un sellado entre el interior de la carcasa y la segunda disposición de cojinetes.
Otra forma de realización preferente se caracteriza porque en el cuerpo de árbol hay un rebaje configurado para ser continuo a lo largo de la circunferencia del cuerpo de árbol y cuya sección transversal, vista en sección axial, está configurada para ser ligeramente mayor en la sección orientada hacia el tornillo sin fin extrusor que en el extremo exterior de la envoltura definido por el filete de tornillo sin fin adicional. Mediante la disposición o la formación de un rebaje adicional en el cuerpo de árbol, los dos ejes longitudinales de intersección de la instalación de tratamiento, en particular su cuerpo de árbol, así como del tornillo sin fin extrusor en la zona de transferencia pueden disponerse en una posición de intersección aún mejor con la zona de transporte formada por el primer filete de tornillo sin fin.
Puede ser ventajoso si se proporciona un dispositivo de control de temperatura, que esté dispuesto o formado sobre y/o en la carcasa y/o en el cuerpo de árbol, en donde una cantidad de calor puede ser suministrada a y/o retirada del material plástico al menos a lo largo de la primera sección de transporte por medio del dispositivo de control de temperatura. De este modo, se puede conseguir una curva de temperatura aún más precisa dentro del material plástico que se va a tratar, hasta la zona de transferencia. Esto significa que, en el caso de un aporte de energía, la necesidad de energía puede reducirse mientras que la tasa de rendimiento en el dispositivo de extrusión sigue siendo la misma, o la tasa de rendimiento por unidad de tiempo en el dispositivo de extrusión puede aumentar con el mismo aporte de energía.
Para una mejor comprensión de la invención, ésta se explica más detalladamente con referencia a las figuras siguientes.
Se muestran en cada caso una representación esquemática muy simplificada:
Fig. 1 un corte parcial de una instalación de tratamiento en una sección vertical axial a través de la instalación de tratamiento;
Fig. 2 un corte radial a través del dispositivo transportador de la instalación de tratamiento en la zona de transferencia al dispositivo de extrusión, según las líneas II-II de la Fig. 1;
Fig. 3 otra posible realización de la instalación de tratamiento en la zona de transferencia en una sección vertical axial a través de la instalación de tratamiento, así como una representación diagramática.
A modo de introducción, cabe señalar que en las diversas formas de realización descritas, las mismas piezas se dotan de los mismos símbolos de referencia o las mismas designaciones de componentes, por lo que las divulgaciones contenidas en toda la descripción se pueden aplicar mutatis mutandis a las mismas piezas con los mismos signos de referencia o las mismas designaciones de componentes. Asimismo, las indicaciones posicionales elegidas en la descripción, por ejemplo, superior, inferior, lateral, etc., se refieren a la figura directamente descrita y representada y, en caso de cambio de posición, estas indicaciones posicionales deben transferirse mutatis mutandis a la nueva posición.
El término "en particular" se entiende en lo sucesivo como una posible configuración más específica o una especificación más detallada de un objeto o de un paso del proceso, pero no tiene por qué representar necesariamente una forma de realización obligatoria y preferente del mismo o un procedimiento.
En las Figs. 1 y 2, se muestra de forma simplificada y solo en secciones parciales una instalación de tratamiento 1 de material plástico, en particular para el tratamiento de material plástico termoplástico para su reciclaje. La Fig. 3 también muestra la instalación de tratamiento 1, pero con posibles ejemplos de realización adicionales. La instalación de tratamiento 1 suele colocarse sobre una superficie plana, preferentemente alineada horizontalmente, tal como el suelo de una nave.
En principio, un sistema de procesamiento 1 de este tipo sirve para reducir primero el material plástico, que normalmente tiene una dimensión mayor o un gran volumen, en una unidad de tratamiento 2 a un tamaño de pieza menor de manera correspondiente para formar un material en trozos que pueda seguir procesándose con su tamaño, y luego fundirlo en un dispositivo de extrusión 3. El material plástico que se va a triturar puede consistir en trozos más grandes de material en una amplia variedad de dimensiones y tamaños, películas, cintas o incluso trozos pretriturados. La(s) corriente(s) fundida(s) que sale(n) del dispositivo de extrusión 3 puede(n) ser enfriada(s) tras su conformación y granulada(s) para su posterior procesamiento. Independientemente de esto o además de esto, también sería posible conducir el material plástico fundido a un tratamiento adicional directamente posterior y/o a una conformación correspondiente. La conformación directamente posterior puede tener lugar en un proceso de extrusión continuo o discontinuo o en un proceso de moldeo por inyección, en el que tampoco es necesario eliminar primero la cantidad de calor contenida en la masa fundida y suministrarla de nuevo más tarde. También es posible el procesado adicional, la limpieza o la adición de áridos.
Por delante de la unidad de tratamiento 2 suele disponerse un dispositivo de alimentación 4, que sirve de manera conocida para recoger el material plástico que debe tratarse y/o prepararse y conducirlo a la unidad de tratamiento 2. La alimentación puede realizarse automáticamente por su propio peso y/o mediante un dispositivo de alimentación adicional, que desplaza el material plástico que aún no ha sido triturado hacia la unidad de tratamiento 2. En la mayoría de los casos, se usa una tolva de alimentación para recibir el material plástico que se va a tratar y/o preparar, mediante la cual se envía a la unidad de tratamiento 2.
La unidad de tratamiento 2 puede comprender un dispositivo de trituración 5 y un dispositivo de transporte 6, en donde preferentemente el dispositivo de trituración 5 y/o el dispositivo de transporte 6 están alojados y montados de manera giratoria en una carcasa 7 que es preferentemente tubular o cilíndrica hueca. El accionamiento principalmente giratorio puede realizarse mediante al menos un primer medio de accionamiento no especificado con más detalle, tal como un motor eléctrico, eventualmente con interposición de una caja de cambios o similar. El dispositivo de transporte 6 sirve para transportar el material plástico previamente triturado por el dispositivo de trituración 5 en la dirección de transporte según la flecha introducida hasta una zona de transferencia 8 descrita con más detalle más adelante. En la zona de transferencia 8, el material plástico con un tamaño de pieza que puede seguir procesándose se transfiere desde el dispositivo transportador 6 al dispositivo de extrusión posterior 3. La zona de transferencia 8 está dispuesta en el lado del dispositivo transportador 6 que da al exterior del dispositivo triturador 5 y, por lo tanto, constituye el final de la sección de transporte de la unidad de tratamiento 2. El dispositivo transportador 6, preferentemente en forma de tornillo sin fin, está dispuesto a continuación del dispositivo triturador 5 visto en la dirección de transporte. Además, el dispositivo transportador 6 forma una primera sección de transporte 9 y también define un primer eje longitudinal 10. En la zona de la primera sección de transporte 9, la dirección de transporte se ilustra con una flecha, por lo que el transporte posterior tiene lugar en dirección axial. La primera sección de transporte 9, vista en la dirección de transporte, linda directamente con una sección de trituración 11 definida por el dispositivo de trituración 5. El primer eje longitudinal 10 tiene una orientación preferentemente paralela a la orientación horizontal de la superficie de contacto. De este modo, el primer eje longitudinal 10 tiene una orientación horizontal, horizontal.
En la mayoría de los casos, al menos el dispositivo de transporte 6 y posiblemente también el dispositivo triturador 5 están formados por un cuerpo de árbol central 12 y/o están formados o dispuestos sobre el cuerpo de árbol 12. En la circunferencia exterior del cuerpo de árbol 12, se ha previsto a tal efecto al menos un primer filete de tornillo sin fin 13 en forma de tornillo sin fin o helicoidal para formar el dispositivo transportador 6. El curso longitudinal circunferencial del primer filete de tornillo sin fin 13 también puede describirse como helicoidal o helicoidal. El dispositivo triturador 5 puede estar formado por cuchillas de corte no especificadas dispuestas o formadas en el cuerpo de árbol 12. Por su parte, el cuerpo de árbol 12 también puede ser tubular y apoyarse en su interior sobre un eje portante y/o montarse de manera giratoria sobre el mismo. El primer medio de accionamiento descrito anteriormente está en conexión de accionamiento con el cuerpo de árbol 12.
En el presente ejemplo de realización, el cuerpo de árbol 12 se forma preferentemente para extenderse de manera continua sobre la sección de trituración 11 y la sección de transporte 9. El cuerpo de árbol 12 puede ser un componente de una sola pieza o puede estar compuesto de varias partes del cuerpo de árbol interconectadas. Para simplificar, se denomina en su totalidad cuerpo de árbol 12. En cada uno de los dos extremos del eje, separados entre sí en dirección axial, hay un primer extremo del eje 16 y un segundo extremo del eje 17 opuestos entre sí, es decir, un primer extremo de árbol 14 y un segundo extremo de árbol 15. La primera disposición de cojinetes 16 está dispuesta al principio de la sección de trituración 11 y al final del cuerpo de árbol 12 situado aquí a la izquierda, y la segunda disposición de cojinetes 17 está dispuesta al final del cuerpo de árbol 12 situado aquí a la derecha. De este modo, puede crearse un cojinete estable de dos secciones del cuerpo de árbol 12. La recepción y el apoyo de las respectivas unidades de cojinetes de las disposiciones de cojinetes 16, 17 con el cojinete o cojinetes pueden tener lugar en la carcasa 7 o partes de carcasa de la instalación de tratamiento 1.
También sería posible disponer o conformar el primer filete de tornillo sin fin 13 para formar el dispositivo transportador 6 no directamente sobre el cuerpo de árbol 12, sino sobre un manguito o sobre un tubo de soporte 26, y disponer esta unidad sobre el cuerpo de árbol 12 y sujetarla sobre este último de manera resistente a la torsión. Esta variante se muestra en sección en la representación de la Fig. 3. En este caso, el cuerpo de árbol 12, el tubo de soporte 26 y el primer tornillo sin fin 13 forman una unidad integral. En esta variante de realización, el tubo de soporte 26 forma un componente del cuerpo de árbol 12 como pieza intermedia y representa el límite circunferencial exterior del cuerpo de árbol 12.
El diseño de la unidad de tratamiento 2 con su dispositivo de trituración 5 y su dispositivo de transporte 6 puede elegirse, por ejemplo, tal como se describe con más detalle en el documento EP 0934144 B . Por lo tanto, para evitar repeticiones innecesarias, aquí se hace referencia a esta descripción.
El primer filete de tornillo sin fin 13 del dispositivo transportador 6, que en este ejemplo de realización tiene preferentemente forma helicoidal o espiral, puede ser continua en su extensión longitudinal y/o interrumpida en su extensión longitudinal. Además, el primer filete de tornillo sin fin 13 se proyecta más allá del cuerpo de árbol 12 o del tubo de soporte 26 por encima de él mediante un primer saliente 18 cuando se mira en dirección radial. El primer saliente 18 se calcula como la diferencia de la dimensión (del diámetro exterior) de un primer extremo envolvente exterior 34 del primer filete de tornillo sin fin 13 menos el diámetro exterior del cuerpo de árbol 12, o del tubo de soporte 26 en la zona de la primera sección de transporte 9, dividido por dos. Las dimensiones respectivas se determinan cada una en un plano alineado en orientación normal con respecto al primer eje longitudinal 10. El primer saliente 18 define además una anchura anular de una primera superficie anular cuyo centro se encuentra en el primer eje longitudinal 10.
La sección transversal libre de la carcasa cilíndrica hueca 7 está configurada preferentemente como una superficie circular. La dimensión exterior (el diámetro exterior) del primer filete de tornillo sin fin 13 se elige ligeramente inferior a la sección transversal libre del interior de la carcasa 7. En la zona del dispositivo de trituración 5 también suele estar dispuesta o formada en la carcasa 7 al menos una abertura de alimentación 19 abierta hacia el dispositivo de alimentación 4, a través de la cual el material plástico puede llegar al dispositivo de trituración 5.
Para transferir el material plástico triturado desde la unidad de tratamiento 2, en particular el dispositivo transportador 6, hacia el dispositivo de extrusión 3, se proporciona al menos una abertura de salida 20 en una región final o una sección final de la primera sección de transporte 9 del dispositivo transportador 6 en la zona de transferencia 8. En este ejemplo de realización, la al menos una abertura de salida 20 está dispuesta en la parte inferior de la carcasa 7. Sin embargo, también sería posible disponer la abertura de salida 20 por encima y/o a un lado del dispositivo transportador 6 en la carcasa 7. La posición o la disposición respectivas de la al menos una abertura de salida 20 debe seleccionarse en función de la disposición del dispositivo de extrusión 3 dispuesto detrás.
El dispositivo de extrusión 3 puede comprender al menos un tornillo sin fin extrusor 21, que está alojado en una carcasa de extrusora 22 y está montado de forma giratoria y puede ajustarse en movimiento giratorio alrededor de otro eje longitudinal 23 por medio de otro medio de accionamiento, que tampoco se especifica con más detalle. El al menos otro medio de accionamiento está en conexión de accionamiento con el al menos un tornillo sin fin extrusor 21.
El al menos un tornillo sin fin extrusor 21 define a su vez el otro eje longitudinal 23 y una otra o segunda sección de transporte 24. En la carcasa de extrusora 22 hay al menos una abertura de alimentación 25 para recibir el material plástico triturado. El otro eje longitudinal 23 también tiene una orientación que es preferentemente paralela a la orientación horizontal de la superficie de contacto. Así, el otro eje longitudinal 23 también tiene una orientación horizontal. Con respecto a una proyección sobre un plano horizontal, el primer eje longitudinal 10 y el eje longitudinal 23 adicional están alineados cruzándose en la zona de transferencia 8. El ángulo de cruce incluido entre los dos ejes longitudinales 10, 23 puede seleccionarse a voluntad. Normalmente o preferentemente es de 90°. Sin embargo, el ángulo de cruce también puede ser un ángulo agudo o un ángulo obtuso.
En este ejemplo de realización mostrado aquí, la abertura de descarga 20 dispuesta en la carcasa cilíndrica hueca 7 y la abertura de alimentación 25 dispuesta en la carcasa de extrusora 22 están dispuestas directamente adyacentes entre sí y juntas forman una abertura de transferencia 27. Dado que la abertura de salida 20 está dispuesta en este caso en el lado del suelo y el dispositivo de extrusión 3 con su tornillo sin fin extrusor 21 está dispuesto debajo de la carcasa 7, las dos aberturas 20, 25 están situadas una encima de la otra, así como en una posición preferentemente solapada. Es esencial que las dos aberturas 20, 25 estén en conexión de flujo entre sí para la transferencia y el reenvío del material plástico triturado y, de este modo, para que sea posible un transporte posterior del material plástico a tratar desde la primera sección de transporte 9 del dispositivo de transporte 6 a la sección de transporte posterior o segunda 24 del dispositivo de extrusión 3. Esta transición debe ser preferentemente estanca.
El tornillo sin fin extrusor 21 comprende en su periferia exterior al menos otro o segundo filete de tornillo sin fin 28, que está dispuesto o formado sobre un cuerpo base de tornillo 29, como puede verse mejor en la Fig. 2. El otro o segundo filete de tornillo 28 también se proyecta hacia delante o más allá del cuerpo base del tornillo 29 por un saliente segundo o adicional 30, visto en dirección radial.
El saliente adicional o segundo saliente 30 se calcula como la diferencia de la dimensión (del diámetro exterior) de un extremo envolvente adicional, o segundo saliente 35 del filete de tornillo adicional o segundo saliente 28, menos el diámetro exterior del cuerpo base del tornillo 29 en la región de la sección de transporte adicional o segunda 24, dividido por dos. También define el saliente adicional o segundo saliente 30 una anchura de anillo circular de una superficie anular adicional o segunda superficie anular circular, cuyo centro está situado en el segundo eje longitudinal 23.
En la zona de transferencia 8, el primer eje longitudinal 10 de la unidad de tratamiento 2, que está definido por el cuerpo de árbol 12, y el eje longitudinal posterior o segundo eje longitudinal 23 están dispuestos cruzándose entre sí. Cabe mencionar que las direcciones de paso (a izquierda o a derecha) se pueden seleccionar libremente para el dispositivo transportador 6 y también para el tornillo sin fin extrusor 21. También es posible seleccionar los sentidos de giro (horario, antihorario) del dispositivo de transporte 6 y/o también del tornillo sin fin extrusor 21 en función del sentido de paso respectivo. En todo momento debe prestarse atención a que el material plástico triturado se transporte de forma segura en la dirección de transporte, partiendo del dispositivo de transporte 6 hacia la zona de transferencia 8 y hacia el dispositivo de extrusión 3. En el zona de transferencia 8, también es posible seleccionar una dirección de circulación (dirección de giro) del dispositivo de transporte 6 con respecto a la dirección de transporte del tornillo sin fin extrusor 21, que está alineado en la misma dirección de circulación (dirección de giro) con respecto a ella o en la dirección opuesta de circulación (dirección de giro) con respecto a ella. El sentido de giro, así como el sentido de paso del dispositivo de transporte 6, debe seleccionarse en función de la disposición y de la configuración del dispositivo de trituración 5 con sus elementos de corte cooperantes.
Además, se prevé aquí que en la zona de transferencia 8 el filete de tornillo sin fin 28 adicional que sobresale del cuerpo de base de tornillo 29 se proyecta en el primer saliente 18 definido por el primer filete de tornillo sin fin 13 cuando se ve en una proyección axial en la dirección del primer eje longitudinal 10 de la unidad de tratamiento 2, en particular su cuerpo de árbol 12. La aproximación del tornillo sin fin extrusor 21 con su envoltura adicional exterior 35 alrededor del filete de tornillo sin fin adicional o segundo 28 puede ser al menos en la medida en que la envoltura adicional exterior 35 esté dispuesta directamente adyacente al cuerpo de árbol 12 o al tubo de soporte 26.
Para evitar una colisión del primer filete de tornillo sin fin 13 del dispositivo de transporte 6 con el tornillo sin fin extrusor 21 y el filete de tornillo sin fin adicional o segundo filete de tornillo sin fin 28 situada en el mismo, el primer filete de tornillo sin fin 13, visto en la dirección axial del primer eje longitudinal 10, termina con preferencia directamente antes de la envoltura adicional exterior 35 definida por el filete de tornillo sin fin adicional o el segundo filete de tornillo sin fin 28.
Como resultado de la proyección de al menos el filete de tornillo sin fin segundo o adicional 28 y posiblemente también de una sección parcial del cuerpo de base del tornillosin fin 29 en la primera superficie anular definida por la primera proyección 18 del primer filete de tornillo sin fin 13 a lo largo de la circunferencia, de este modo, con el cuerpo de árbol 12 montado a ambos lados en sus dos extremos de árbol 14, 15 espaciados en dirección axial, el material plástico transportado por el primer filete de tornillo sin fin 13 a la zona de transferencia 8 puede ser transportado directamente a la zona de trabajo del tornillo sin fin extrusor 21 con el filete de tornillo sin fin adicional o segundo 28 situado en la misma. Esto hace que la transferencia y el transporte posteriores en la zona de transferencia 8 sean aún más seguros y que se pueda evitar casi por completo un bloqueo o un desplazamiento de la abertura de transferencia 27 en la zona entre las dos carcasas 7, 22.
Tal como se muestra ahora en la Fig. 3 como otra posible variante de realización, que puede ser independiente o autónoma en sí misma, se puede proporcionar otro elemento de guía 31 en la zona de transferencia 8 que parte del dispositivo de transporte 6 hacia el dispositivo de extrusión 3. El elemento de guía 31 está configurado como un cuerpo anular y está dispuesto en el cuerpo de árbol 12 y/o en el tubo de soporte 26. Se puede proporcionar una unión resistente a la torsión al cuerpo de árbol 12 y/o al tubo de soporte 26, pero no es necesario. El elemento de guía 31 está dispuesto en el cuerpo de árbol 12 en el lado del dispositivo transportador 6 que está orientado en dirección opuesta al dispositivo triturador 5, visto en dirección axial, y por lo tanto está situado en la región del segundo extremo de árbol 15 y por consiguiente está orientado hacia la segunda disposición de cojinetes 17. Además, el elemento de guía 31 está situado en el lado opuesto al dispositivo de transporte 6, visto en relación con la sección transversal del tornillo sin fin extrusor 21.
Una sección transversal del elemento de guía 31 en corte axial con respecto al primer eje longitudinal 10 está formada, en su sección orientada hacia el tornillo sin fin extrusor 21, ligeramente más pequeña que la envoltura exterior 35 adicional definida por el filete de tornillo sin fin adicional 28. También puede preverse una disposición de sellado 32 entre el elemento de guía 31 y el interior de la carcasa 7 para poder reducir o incluso impedir el paso de material plástico a la segunda disposición de cojinetes 17. De este modo, dependiendo de la dirección de giro seleccionada o del sentido de giro seleccionado del tornillo sin fin extrusor 21, se puede conseguir una transferencia aún mejor al dispositivo de extrusión 3. De este modo, el elemento de guía 31 presenta, en su parte orientada hacia el tornillo sin fin extrusor 21 visto en sección axial, una ranura cóncava cuyo radio es ligeramente mayor que un radio de los extremos de la envoltura exterior 35 del filete de tornillo sin fin adicional 28.
Para lograr una disposición aún más próxima entre sí de los dos ejes longitudinales 10, 23 y reducir la distancia en su zona de cruce, también sería posible, además o independientemente de ello, proporcionar o formar un rebaje 33 en la superficie del cuerpo de árbol 12. Esto puede hacerse si el cuerpo de árbol 12 es lo suficientemente fuerte como para no debilitarlo demasiado. La sección transversal de la escotadura circunferencial debe adaptarse a la sección transversal de los extremos exteriores de la envoltura adicional 35 del filete de tornillo sin fin adicional o segundo 28.
El rebaje 33 tiene una curvatura cóncava en sección axial a través del primer eje longitudinal 10, siendo el radio del rebaje ligeramente mayor que el radio de los extremos exteriores de la envoltura 35 definidos por el filete de tornillo sin fin 28 en el mismo plano. Para poder realizar un movimiento de rotación sin obstáculos del dispositivo de alimentación 4, en particular de su cuerpo de árbol 12, el rebaje 33 está realizado como un rebaje en forma de ranura que recorre el perímetro. Esta variante de realización descrita anteriormente con la escotadura 33 se indica en la Fig. 1 con una línea discontinua en el lado del cuerpo de árbol 12 opuesto al dispositivo de extrusión 3.
Los dos extremos de la envoltura 34, 35, definidos cada uno por las caras extremas exteriores del respectivo filete de tornillo sin fin 13, 28, son superficies cilíndricas imaginarias cuyo centro se encuentra en el respectivo eje longitudinal 10, 23 y cuya sección transversal se encuentra en cada caso en un plano alineado en la dirección normal con respecto al eje longitudinal 10, 23. El otro extremo de la envoltura 35 del otro filete de tornillo sin fin 28 del tornillo sin fin extrusor 21 también puede denominarse segundo extremo de la envoltura 35. Con respecto a las dos superficies anulares descritas anteriormente, cuya anchura anular está definida por el primer saliente 18 o por el saliente 30 adicional o segundo saliente, respectivamente, los extremos de la envoltura 34, 35 están dispuestos cada uno de ellos extendiéndose alrededor de la circunferencia exterior de la superficie anular respectiva. Así, la superficie anular definida por el primer saliente 18 se denomina primera superficie anular. Dicha superficie anular definida por el saliente 30 adicional o segundo se denomina aquí superficie anular adicional o segunda.
Sin embargo, la instalación de tratamiento 1 descrita anteriormente también se usa para llevar a cabo una secuencia de proceso para el tratamiento de material termoplástico para su reciclaje. En este caso, el material termoplástico a tratar se conduce al dispositivo de alimentación 4 y se tritura en la unidad de tratamiento 2 mediante el dispositivo de trituración 5 y se transporta mediante el dispositivo transportador 6, situado aguas abajo del mismo, con su al menos un primer filete de tornillo sin fin 13 a lo largo de la primera sección de transporte 9 a la zona de transferencia 8. En la zona de transferencia 8, el material plástico suministrado por el dispositivo de transporte 6 es transferido directamente al dispositivo de extrusión 3 y a su al menos un tornillo sin fin extrusor 21.
En este contexto, se prevé adicionalmente que el material plástico triturado se caliente durante su movimiento de transporte a lo largo de la primera sección de transporte 9 hacia la zona de transferencia 8, al menos por medio del dispositivo de transporte 6, a una temperatura de transferencia que tenga un valor medio de temperatura que se encuentre al menos en el intervalo de la temperatura de reblandecimiento del material plástico respectivo. Es posible que algunas partes de la masa plástica ya se hayan fundido, por lo que este valor de temperatura también corresponde al inicio de la plastificación del material plástico. Por temperatura de transferencia se entiende la temperatura, o un intervalo de temperaturas dentro de unos límites predeterminados, a la que el material plástico precalentado por el dispositivo de transporte 6 es transferido al dispositivo de extrusión posterior 3 en la zona de transferencia 8.
En la transformación de plásticos o el tratamiento de plásticos, se entiende por plastificación la transformación de plásticos, en particular en trozos triturados, mediante la aplicación de temperatura y/o de presión. Esto se debe sobre todo a la fricción, especialmente a la fricción interna. En este caso, se reduce o disminuye la viscosidad del material plástico calentado.
Esa cantidad de calor o de energía térmica aplicada en el curso del movimiento de transporte del material plástico ya no necesita ser aplicada por el dispositivo de extrusión posterior 3. De este modo, el material plástico calentado tiene la temperatura de transferencia en la zona de transferencia 8 con un valor medio de temperatura que se encuentra al menos en el intervalo de la temperatura de reblandecimiento del material plástico. El valor medio de la temperatura de reblandecimiento puede darse, por ejemplo, mediante la temperatura de reblandecimiento de Vicat (VST) o determinarse con este procedimiento. En el dispositivo de extrusión 3 dispuesto a continuación, el material plástico se trata aún más mediante el tornillo sin fin extrusor 21. El dispositivo de extrusión 3 también puede denominarse dispositivo de preparación, dispositivo de fusión o dispositivo de plastificación.
Sin embargo, el material plástico también puede tener una temperatura de transferencia en la zona de transferencia con un valor de temperatura en el que ya se ha alcanzado la temperatura de fusión del material plástico. Además, un posible valor de temperatura del material plástico en la zona de transferencia puede ser, por ejemplo, de al menos 100 °C. Sin embargo, esto solo se aplica a los plásticos que aún no se descomponen a esas temperaturas.
Al inicio del proceso de preparación y del correspondiente llenado del dispositivo de alimentación 4 con el material plástico a triturar, este último tiene una determinada temperatura de alimentación, en su mayor parte la temperatura ambiente. Para ello, la temperatura de transferencia tiene un valor superior. En el dispositivo de extrusión 3 tiene lugar el proceso final de fusión y de tratamiento del material plástico, entregándose desde el dispositivo de extrusión 3 a una temperatura de dispensación.
Preferentemente, mediante el dispositivo de transporte 6, puede aplicarse en el material plástico hasta un 20 % de la cantidad necesaria de calor para calentar el material plástico, partiendo de la temperatura de alimentación hasta la temperatura de salida del material plástico del dispositivo de extrusión 3. La cantidad de calor también puede denominarse entalpía. El calentamiento del material plástico se lleva a cabo mecánicamente mediante el movimiento de rotación del dispositivo transportador 6 y su al menos un primer filete de tornillo sin fin 13. La citada temperatura de descarga del material plástico del dispositivo de extrusión 3 es la temperatura o el valor de la temperatura a la que se ha calentado el material plástico durante su paso por la extrusora por medio de la operación de tratamiento que ha tenido lugar y que tiene directamente en la zona de salida del dispositivo de extrusión 3.
Además, puede estar previsto que se suministre una cantidad adicional de calor y/o se extraiga una cantidad de calor del material plástico durante su movimiento de transporte, al menos a lo largo de la primera sección de transporte 9. Esto puede hacerse, por ejemplo, mediante un dispositivo de control de temperatura 36, que está dispuesto o formado sobre y/o en la carcasa 7. Independientemente de esto o además de esto, también es posible disponer el dispositivo de control de temperatura 36 en el cuerpo de árbol 12 o formarlo en el mismo. Esto permite un control aún más preciso de la temperatura del material plástico que se va a introducir. Estas posibilidades se indican en la Fig. 2. En aras de la claridad, no se han mostrado las líneas de suministro. Esto permite suministrar una cantidad adicional de calor al material plástico del interior de la carcasa 7. Sin embargo, el dispositivo de control de temperatura 36 también podría servir para extraer una cierta cantidad del calor ya contenido en el material plástico del interior de la carcasa 7 y de este modo enfriarlo. Sin embargo, también sería concebible combinar o disponer zonas de calentamiento y zonas de enfriamiento una detrás de otra por medio del dispositivo de control de temperatura 36 al menos a lo largo de la primera sección de transporte 9.
Los ejemplos de realización muestran posibles variantes de realización, por lo que debe tenerse en cuenta en este punto que la invención no se limita a las variantes de realización específicamente representadas, sino que también son posibles diversas combinaciones de las variantes de realización individuales entre sí y esta posibilidad de variación se encuentra dentro de la capacidad de la persona experta que trabaja en este campo técnico debido a la enseñanza para la acción técnica por la presente invención.
El alcance de la protección viene determinado por las reivindicaciones. No obstante, la descripción y los dibujos deben consultarse para la interpretación de las reivindicaciones. Las características individuales o combinaciones de características de los diferentes ejemplos de realización mostrados y descritos pueden representar soluciones inventivas independientes. La tarea subyacente a las soluciones inventivas independientes puede extraerse de la descripción.
Todas las indicaciones de intevalos de valores en la presente descripción deben entenderse que incluyen todos y cada uno de los subintervalos de los mismos, por ejemplo, la indicación de 1 a 10 debe entenderse que incluye todos los subintervalos a partir del límite inferior 1 y el límite superior 10, es decir, todos los subintervalos comienzan con un límite inferior de 1 o superior y terminan con un límite superior de 10 o inferior, por ejemplo, de 1 a 1,7, o de 3,2 a 8,1, o de 5,5 a 10.
Por último, por puro formalismo, cabe señalar que para una mejor comprensión de la estructura, los elementos se han mostrado parcialmente sin escalar y/o ampliados y/o reducidos de tamaño.
Lista de símbolos de referencia
1 Instalación de tratamiento
2 Unidad de tratamiento
3 Dispositivo de extrusión
4 Dispositivo de alimentación
5 Dispositivo de trituración
6 Dispositivo transportador
7 Carcasa
8 Zona de transferencia
9 Primera sección de transporte
10 Primer eje longitudinal
11 Sección de trituración
12 Cuerpo de árbol
13 Primer filete de tornillo sin fin
14 Primer extremo del árbol
Segundo extremo de árbol
Primera disposición de rodamiento
Segunda disposición de rodamiento
Primer saliente
Abertura de alimentación
Abertura de salida
Tornillo sin fin extrusor
Carcasa de extrusora
Eje longitudinal adicional
Sección de transporte adicional
Abertura de llenado
Tubo de soporte
Abertura de transferencia
Filete de tornillo sin fin adicional
Cuerpo de base del tornillo sin fin
Saliente adicional
Elemento de guía
Disposición de sellado
Rebaje
Primer extremo de envoltura exterior
Extremo de envoltura exterior adicional
Unidad de control de la temperatura

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para el tratamiento de material plástico, en particular material plástico termoplástico, para su reciclado, mediante una instalación de tratamiento (1), en la que se llevan a cabo los siguientes pasos:
- provisión de un dispositivo de alimentación (4), en donde el material plástico a preparar es conducido en el dispositivo de alimentación (4),
- provisión de una unidad de tratamiento (2) con
- una carcasa configurada de forma cilíndrica hueca (7),
- un cuerpo de árbol (12) con un dispositivo de trituración (5) dispuesto o formado en el cuerpo de árbol (12) y un dispositivo de transporte (6) contiguo al dispositivo de trituración (5) en la dirección de transporte y que comprende al menos un primer filete de tornillo sin fin (13),
- en donde el cuerpo de árbol (12) define un primer eje longitudinal (10),
- en donde el primer filete de tornillo sin fin (13) sobresale del cuerpo de árbol (12) en la dirección radial por un primer saliente (18) y el primer saliente (18) define una primera superficie anular que tiene un primer extremo de envoltura exterior (34), correspondiendo una anchura anular de la primera superficie anular al primer saliente (18),
- en donde una primera sección de transporte (9) está definida por el dispositivo de transporte (6) en la dirección axial del cuerpo de árbol (12),
- en donde el cuerpo de árbol (12) es recibido en la carcasa (7) y se monta de forma giratoria (7) en su primer extremo del árbol (14) por medio de una primera disposición de cojinetes (16) y en su segundo extremo de árbol (15), que está separado de éste en la dirección axial, por medio de una segunda disposición de cojinetes (17), y
- en donde la carcasa (7) presenta en la región del dispositivo de trituración (5) al menos una abertura de alimentación (19) abierta hacia el dispositivo de alimentación (4), y
- el material plástico a tratar es triturado por el dispositivo de trituración (5) y transportado a lo largo de la primera sección de transporte (9) hacia el segundo extremo del árbol (15) por medio de al menos un primer filete de tornillo sin fin (13) del dispositivo de transporte (6),
- provisión de un dispositivo de extrusión (3) con
- una carcasa de extrusora (22),
- al menos un tornillo sin fin extrusor (21) que comprende un cuerpo de base de tornillo sin fin (29) y al menos otro filete de tornillo sin fin (28),
- en donde el al menos otro filete de tornillo sin fin (28) del tornillo sin fin extrusor (21) define un extremo de envoltura exterior (35) adicional,
- en donde el tornillo sin fin extrusor (21) es recibido en la carcasa del extrusor (22) y define un eje longitudinal (23) adicional, y
- en donde el al menos un tornillo sin fin extrusor (21) define otra sección de transporte (24) y, visto en la dirección de transporte, el dispositivo de extrusión (3) está dispuesto aguas abajo de la unidad de tratamiento (2),
- provisión de una zona de transferencia (8) con una abertura de salida (20) desde la carcasa (7) y una abertura de llenado (25) hacia la carcasa de extrusora (22), en donde la zona de transferencia (8) está dispuesta en una sección final de la primera sección de transporte (9) del dispositivo de transporte (6) y la primera sección de transporte (9) está en comunicación de flujo con la segunda sección de transporte (24) en la zona de transferencia (8),
- en donde, con respecto a una proyección sobre un plano horizontal, el primer eje longitudinal (10) y el otro eje longitudinal (23) están alineados cruzándose en la zona de transferencia (8), y
- en donde el material plástico transportado por el dispositivo de transporte (6) es transferido en la zona de transferencia (8) al dispositivo de extrusión (3) y a su al menos un tornillo sin fin extrusor (21), en donde - el material plástico triturado se calienta durante su movimiento de transporte a lo largo de la primera sección de transporte (9) hacia la zona de transferencia (8) al menos por medio del dispositivo de transporte (6) a una temperatura de transferencia que tiene un valor medio de temperatura, estando el valor medio de temperatura de la temperatura de transferencia al menos en el intervalo de la temperatura de reblandecimiento del material plástico,
- el al menos otro filete de tornillo sin fin (28) del tornillo sin fin extrusor (21), visto en la dirección de proyección axial en la dirección del primer eje longitudinal (10) del cuerpo de árbol (12), está dispuesto de tal manera que el al menos otro filete de tornillo sin fin (28) se proyecta en la dirección del primer eje longitudinal (10) en la primera superficie anular definida por el primer filete de tornillo sin fin (13) con su primer saliente (18), y - el material plástico triturado en la zona de transferencia (8) es transportado a su temperatura de transferencia por medio del al menos un primer filete de tornillo sin fin (13) directamente dentro del otro extremo de la envoltura (35) definido por el al menos un filete de tornillo sin fin adicional (28) del tornillo sin fin extrusor (21).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el valor de la temperatura de transferencia del material plástico se corresponde al menos a la temperatura de fusión del material plástico.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el valor de la temperatura de transferencia del material plástico es de al menos 100 °C.
4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque hasta el 20 % de la cantidad de calor necesaria para calentar el material plástico desde la temperatura de alimentación hasta una temperatura de descarga del material plástico del dispositivo de extrusión (3) se introduce en el material plástico por medio del dispositivo de transporte (6).
5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el calentamiento del material plástico se efectúa, sobre una base mecánica, mediante el movimiento de rotación del dispositivo transportador (6) y de su al menos un primer filete de tornillo sin fin (13).
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se suministra una cantidad adicional de calor y/o se extrae una cantidad de calor del material plástico durante su movimiento de transporte al menos a lo largo de la primera sección de transporte (9).
7. Instalación de tratamiento (1) de material plástico, en particular para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores para el tratamiento de material plástico termoplástico para su reciclado, que comprende - un dispositivo de alimentación (4),
- una unidad de tratamiento (2) con
- una carcasa configurada de forma cilíndrica hueca (7),
- un cuerpo de árbol (12), con un dispositivo de trituración (5) dispuesto o formado en el cuerpo de árbol (12) y un dispositivo de transporte (6) contiguo al dispositivo de trituración (5) en la dirección de transporte y que comprende al menos un primer filete de tornillo sin fin (13),
- en donde el cuerpo de árbol (12) define un primer eje longitudinal (10),
- en donde el primer filete de tornillo sin fin (13) sobresale del cuerpo de árbol (12) en la dirección radial por un primer saliente (18) y el primer saliente (18) define una primera superficie anular que tiene un primer extremo de envoltura exterior (34), correspondiendo la anchura anular de la primera superficie anular al primer saliente (18),
- en donde el dispositivo de transporte (6) define una primera sección de transporte (9) en la dirección axial del cuerpo de árbol (12),
- en donde el cuerpo de árbol (12) es recibido en la carcasa (7) y está montado de forma giratoria en la carcasa (7) en su primer extremo del árbol (14) mediante una primera disposición de cojinete (16) y en su segundo extremo del árbol (15), que está separado de éste en dirección axial, mediante una segunda disposición de cojinete (17), y
- en donde la carcasa (7) presenta en la región del dispositivo de trituración (5) al menos una abertura de alimentación (19) abierta hacia el dispositivo de alimentación (4),
- un dispositivo de extrusión (3) con
- una carcasa de extrusora (22),
- al menos un tornillo sin fin extrusor (21) que comprende un cuerpo de base del tornillo sin fin (29) y al menos otro filete de tornillo sin fin (28),
- en donde el al menos otro filete de tornillo sin fin (28) del tornillo sin fin extrusor (21) define un extremo de envoltura exterior (35) adicional,
- en donde el tornillo sin fin extrusor (21) es recibido en la carcasa del extrusor (22) y define otro eje longitudinal (23), y
- en donde el al menos un tornillo sin fin extrusor (21) define otra sección de transporte (24) y, visto en la dirección de transporte, el dispositivo de extrusión (3) está dispuesto aguas abajo de la unidad de tratamiento (2),
- una zona de transferencia (8) con una abertura de salida (20) de la carcasa (7) y una abertura de llenado (25) en la carcasa de extrusora (22), estando la zona de transferencia (8) dispuesta en una sección final de la primera sección de transporte (9) del dispositivo de transporte (6) y estando la primera sección de transporte (9) en comunicación de flujo con la segunda sección de transporte (24) en la zona de transferencia (8), y
- en donde, con respecto a una proyección sobre un plano horizontal, el primer eje longitudinal (10) y el otro eje longitudinal (23) están alineados cruzándose en la zona de transferencia (8),
caracterizada
- porque al menos el otro filete de tornillo sin fin (28) del tornillo de extrusión (21), visto en la dirección de proyección axial en la dirección del primer eje longitudinal (10) del cuerpo de árbol (12), se proyecta en la dirección del primer eje longitudinal (10) en la primera superficie anular definida por el primer filete de tornillo sin fin (13) con su primer saliente (18).
8. Instalación de tratamiento (1) según la reivindicación 7, caracterizada porque una sección parcial del cuerpo base del tornillo sin fin (29) del tornillo sin fin extrusor (21) se proyecta en la primera superficie anular definida por el primer saliente (18) del primer filete de tornillo sin fin (13).
9. Instalación de tratamiento (1) según las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque se proporciona un tubo de soporte (26), en cuyo tubo de soporte (26) está dispuesto o formado el primer filete de tornillo sin fin (13), y el tubo de soporte (26) está dispuesto en el cuerpo de árbol (12) y está conectado al cuerpo de árbol (12) de manera resistente a la torsión para formar una unidad estructural coherente.
10. Instalación de tratamiento (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque el extremo exterior de la envoltura (35) adicional del filete de tornillo sin fin (28) adicional del tornillo sin fin extrusor (21) está dispuesto directamente adyacente al cuerpo de árbol (12) de la unidad de procesamiento (2).
11. Instalación de tratamiento (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizada porque el primer filete de tornillo sin fin (13), visto en la dirección del primer eje longitudinal (10), termina antes de los extremos exteriores de la envoltura (35) adicional definidos por el filete de tornillo sin fin (28) adicional.
12. Instalación de tratamiento (1) según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por que está provisto de un elemento de guía (31), elemento de guía (31) que está dispuesto en la dirección axial en el lado del dispositivo de transporte (6) que está orientado en sentido contrario al dispositivo de trituración (5) en el cuerpo de árbol (12) y cuya sección transversal, vista en sección axial, está configurada para ser ligeramente más pequeña en su sección que está orientada hacia el tornillo sin fin extrusor (21) que el extremo exterior de la envoltura (35) adicional definido por el filete de tornillo (28) adicional.
13. Instalación de tratamiento (1) según una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizada porque el cuerpo de árbol (12) está provisto de un rebaje (33), rebaje (33) que está configurado para ser continuo a lo largo del perímetro del cuerpo de árbol (12) y cuya sección transversal, vista en sección axial, está configurada para ser ligeramente mayor en la sección orientada hacia el tornillo sin fin extrusor (21) que el extremo exterior de la envoltura (35) adicional definido por el filete de tornillo (28) adicional.
14. Instalación de tratamiento (1) según una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizada porque está previsto un dispositivo de control de temperatura (36), dispositivo de control de temperatura (36) que está dispuesto o formado sobre y/o en la carcasa (7) y/o en el cuerpo de árbol (12), en donde se puede suministrar y/o retirar una cantidad de calor del material plástico al menos a lo largo de la primera sección de transporte (9) por medio del dispositivo de control de temperatura (36).
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