FI108117B - Menetelmä ja sovitelma suulakepuristetun onton tuotteen jäähdyttämiseksi - Google Patents

Description

< 108117

Menetelmä ja sovitelma suulakepuristetun onton tuotteen jäähdyttämiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä suulakepuristetun onton tuot-5 teen jäähdyttämiseksi, jossa menetelmässä puristetaan tuote suulakepuristimella, jossa on ainakin yksi roottori ja ainakin yksi staattori ja jäähdytetään tuotetta suulakepuristimen jälkeen tuotteen sisäpuolelta imemällä sen läpi ilmaa, jolloin ilma on kosketuksissa tuotteen sisäpintaan jäähdyttäen sitä.

Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma suulakepuristetun onton 10 tuotteen jäähdyttämiseksi, johon sovitelmaan kuuluu suulakepuristin, jossa on ainakin yksi roottori ja ainakin yksi staattori, ja välineet, jotka on sovitettu imemään ilmaa tuotteen läpi siten, että kyseinen ilma jäähdyttää tuotetta sen sisäpuolelta.

US-julkaisussa 3 613 162 on esitetty suulakepuristin, jossa on tuur-15 nan sisäpuolelle sovitettuna kanava. Kanavaan syötetään jäähdytysnestettä tuurnan jäähdyttämiseksi ja jäähdytetyn tuuman avulla suulakepuristetun putken jäähdyttämiseksi putken sisäpuolelta. Putken jäähdytys on kuitenkin tehotonta, koska ensin täytyy jäähdyttää tuurnaa. Edelleen kyseinen ratkaisu on rakenteeltaan hankala ja kallis ja kuluttaa huomattavia määriä energiaa.

20 DE-julkaisussa 2 519 705 on esitetty suulakepuristin, jossa suutti- men jälkeen on sovitettu putken sisäpuolelle kalibrointielin, jonka sisään johdetaan jäähdytysainetta, jolloin saadaan kalibroitua kyseinen putki sisäpuolelta ja samalla putki jäähtyy. Sisäpuolisen kalibraattorin jälkeen on ulkopuolinen kalibraattori, joka on kohdaltaan myös sovitettu kalibroimaan ja samalla jääh-i 25 dyttämään muoviputkea. Myös tässä tapauksessa putken jäähdytys on tehotonta, koska ensin jäähdytysaine jäähdyttää kalibraattoria ja vasta sen jälkeen putkea. Edelleen kyseisen kokonaisuuden rakenne on hankala ja siten kallis ja monimutkainen. Vielä kaikki lämmitys-ja jäähdytysenergia menee hukkaan.

EP-julkaisussa 0 079 104 on esitetty laitteisto, jossa on välineet 30 kaasun imemiseksi puristettavan putken läpi putken jäähdyttämiseksi. Kyseinen laitteisto on sovitettu imemään ilmaa tuurnan keskelle sijoitettua kanavaa pitkin, josta ilma on johdettu edelliseen nähden poikittaista kanavaa pitkin suulakepuristimen vaipan läpi. Kyseinen järjestely aiheuttaa yhtymäsauman suulakepuristettavaan tuotteeseen. Edelleen putken lämpöenergia ja jäähdy-35 tyslaitteiden lämpöenergia menee täysin hukkaan.

108117 2 US-patentissa 5 028 376 on esitetty laitteisto, jossa suulakepuristimen keskelle on sovitettu suppilomainen puhalluslaitteisto, joka saa aikaan ilmavirtauksen syötettäessä kyseiseen laitteistoon paineistettua kaasua. Kyseisen ilmavirtauksen vaikutuksesta jäähdyttävä ilma kulkee putken sisäreunoja 5 pitkin jäähdyttäen putkea ja lämmennyt ilma johdetaan putken keskeltä ulos. Kyseinen laitteisto on monimutkainen ja hankala ja menetelmä on käyttökelpoinen ainoastaan halkaisijaltaan suurille putkille. Kyseinen laitteisto jäähdyttää myös hieman itse suulakepuristinta sen keskeltä, mutta jäähdyttävä ilmavirtaus kiertää vain lähellä suulakepuristimen loppupäätä, jolloin suulakepuris-10 tin ei jäähdy tehokkaasti. Myös laitteen sijoittaminen suulakepuristimen keskelle on hankalaa. Edelleen kaikki putken lämpöenergia ja jäähdytyslaitteesta tuleva lämpöenergia menee täysin hukkaan.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja so-vitelma, joissa edellä mainittuja ongelmia ei esiinny ja joilla jäähdytys voidaan 15 toteuttaa yksinkertaisesti ja kokonaistaloudellisesti.

Keksinnön mukaiselle menetelmällä on tunnusomaista se, että ilma imetään suulakepuristimen roottorin ja staattorin läpi puristussuuntaa vastaan, jolloin samalla jäähdytetään myös suulakepuristinta roottorin ja staattorin sisäpuolelta.

20 Edelleen keksinnön mukaiselle sovitelmalle on tunnusomaista se, että välineet ilman imemiseksi on sovitettu imemään ilmaa suulakepuristimen roottorin ja staattorin läpi puristussuuntaa vastaan.

Keksinnön olennainen ajatus on, että suulakepuristimen yhteyteen on sovitettu puhallin, jonka avulla puristettavan tuotteen läpi voidaan imeä il-25 maa, jolloin kyseinen ilma on kosketuksissa tuotteen sisäpintaan jäähdyttäen samalla putkea sen sisäpuolelta. Ilma imetään edullisesti kartion muotoisen suulakepuristimen syöttövälineiden keskeltä. Edelleen ajatuksena on, että pu-haltimella imetyn ilman lämpö käytetään hyödyksi esimerkiksi johtamalla ilma syötettävän materiaalin sekaan, jolloin tuotteen läpi imetty lämmennyt ilma 30 luovuttaa lämpönsä suulakepuristimeen syötettävän materiaalin lämmittämiseen. Erään edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että myös putken ulkopuolelle on sovitettu jäähdytyselin, jolloin putkea jäähdytetään samanaikaisesti sekä ulkoa että sisältä.

Keksinnön etuna on, että suulakepuristimella puristetun putken 35 jäähdytys saadaan toteutettua tehokkaasti ja yksinkertaisesti. Imemällä ilma kartion muotoisen suulakepuristimen syöttövälineiden keskeltä ei tuotteeseen 108117 3 aiheudu yhtymäsaumaa ja myös suulakepuristinta saadaan jäähdytettyä samalla tehokkaasti sen sisäpuolelta. Syöttämällä putken läpi imetty ilma esimerkiksi suulakepuristimeen syötettävän materiaalin sekaan saadaan muuten täysin hukkaan menevää lämpöenergiaa otettua talteen hyötykäyttöön. Sa-5 maila syötettävän materiaalin lämmittäminen lisää suulakepuristimen tuottoa, koska saadaan käytettyä lämmitettyä materiaalia. Jäähdyttämällä samanaikaisesti suulakepuristettua putkea uiko- ja sisäpuolelta voidaan jäähdytyskoh-dasta tehdä lyhyempi, koska jäähdytys on tehokasta. Samanaikainen uiko- ja sisäpuoleinen jäähdytys aiheuttaa myös sen, että jäännösjännitykset jäävät 10 pienemmiksi. Vielä saadaan keksinnön mukaisella laitteella imettyä putken katkaisussa syntyvä sahausjäte talteen ja johdettua se takaisin syötettävän materiaalin sekaan hyötykäyttöön.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista sovitelmaa, 15 kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön mukaista so vitelmaa sivultapäin katsottuna ja osittain poikkileikattuna ja kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä kolmatta keksinnön mukaisen sovitelman yksityiskohtaa sivultapäin katsottuna ja poikkileikattuna.

Kuviossa 1 on esitetty suulakepuristin 1. Suulakepuristimella tuote-20 taan putkea 2 tai kalvoa tai jotain muuta onttoa tuotetta. Suulakepuristimelta 1 tullessaan putki 2 on varsin kuuma ja sitä onkin sovitettu sen ulkopuolelta jäähdyttämään jäähdytysallas 3. Jäähdytysallas 3 jäähdyttää siis putkea 2 sen ulkopuolelta esimerkiksi veden avulla. Myös muiden jäähdytysväliaineiden käyttö on täysin mahdollista. Suulakepuristin 1 ja jäähdytysallas 3 ovat raken-• 25 teeltaan alan ammattimiehelle itsestään selviä, eikä niitä sen vuoksi tässä yh teydessä käsitellä sen tarkemmin.

Suulakepuristimeen 1 syötetään putken 2 valmistamiseen tarvittava muovimateriaali 4 esimerkiksi syöttösuppilolla 8. Muovimateriaali 4 voi olla esimerkiksi muovigranulaattia tai jossain muussa sopivassa muodossa olevaa 30 muovimateriaalia sinänsä täysin tunnetulla tavalla. Edelleen syöttösuppilon 8 sijasta materiaalin syöttäminen suulakepuristimeen voidaan toteuttaa syöttö-ruuvien avulla tai jollain muulla sinänsä täysin tunnetulla tavalla.

Sovitelmaan kuuluu edelleen puhallin 6. Puhallin 6 on sovitettu yh-dysputken 5 yhteyteen siten, että puhaltimen 6 avulla imetään yhdysputkea 5 35 pitkin ilmaa. Yhdysputki 5 on edelleen yhdistetty putkeen 2, jolloin puhaltimella 6 saadaan imettyä ilmaa putken 2 läpi. Ilma johdetaan putkesta 2 edelleen yh- 108117 4 dysputkea 5 pitkin ja lopuksi ulostuloputkeen 7. Ulostuloputki 7 on taas sovitettu syöttösuppilon 8 sisälle ja muovimateriaalin 4 sisään, jolloin ilma saadaan johdettua muovimateriaalin 4 sekaan. Muoviputkeen 2 imettävä ilma voi olla täysin huoneenlämpöistä, jolloin se kuitenkin on selvästi viileämpää kuin muo-5 viputken pinta. Virratessaan muoviputken 2 läpi ilma lämpiää ja kyseinen lämmennyt ilma johdetaan siis yhdysputkea 5 pitkin edelleen ulostuloputkeen 7 ja sieltä muovimateriaalin 4 läpi, jolloin kyseinen lämmennyt ilma lämmittää muovimateriaalia 4. Ulostuloputki 7 on edullisesti rei'itetty reunoistaan, jolloin myös kyseisten reikien läpi pääsee virtaamaan lämmennyttä ilmaa syöttösuppiloon 8 10 eli lämmennyt ilma jakaantuu tasaisesti materiaalin 4 sekaan. Oheisessa kuviossa on nuolilla havainnollistettu ilman virtauksia.

Jäähdytysaltaan 3 kohdalla kohdistuu putkeen 2 jäähdytys samanaikaisesti sekä putken uiko- että sisäpuolelta. Tällöin putki jäähtyy tehokkaasti, eikä siihen tule suuria jäännösjännityksiä.

15 Kyseisellä sovitelmalla saadaan muovimateriaalin 4 sekaan syötet tyä lämmintä ilmaa, jolloin muovimateriaali lämpiää ja suulakepuristimen tuottoa saadaan samalla lisättyä. Samalla saadaan putken katkaisussa syntyvä sahausjäte imettyä talteen ja johdettua takaisin muovimateriaalin 4 sisään käytettäväksi hyödyksi. Edelleen kyseisellä sovitelmalla saadaan talteen läm-20 pöä, jota syntyy suulakepuristimessa 1 putkea 2 tehtäessä. Suoritetuissa kokeissa on todettu, että noin 10 kW:n lämpöenergian talteensaamiseksi täytyy puhaltimen 6 tehon olla tyypillisesti noin 1 kW. Edelleen kokeissa on todettu, että lämpöenergiasta voidaan saada talteen tyypillisesti noin 25 %.

Kuviossa 2 on esitetty eräs toinen keksinnön mukaisen sovitelman • 25 sovellutusmuoto. Kuvion 2 numerointi vastaa kuvion 1 numerointia. Kaava maisesti esitetty suulakepuristin 1 käsittää niin sanotun offset-työkalun 1a, jolla saadaan aikaan putki 2. Ilman imemiseksi putken 2 läpi sovitettava yhdysputki 5 sovitetaan imemään ilmaa offset-työkalun 1a läpi. Suulakepuristimeen 1 kuuluu edelleen tuurna 9. Tuurna 9 on varustettu jäähdytyselimillä, esimerkiksi 30 vesikierrolla, jolloin tuurnalla 9 saadaan putkea 2 jäähdytettyä sen sisäpinnalta ohuelti, jolloin saadaan putken 2 sisäpinnalle sileä pintasilaus. Tuurna 9 on ontto, jolloin putken 2 jatkojäähdytys saadaan hoidettua imemällä ilmaa onton jäähdytystuurnan 9 lävitse.

Kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti erään kolmannen keksinnön 35 mukaisen sovitelman yksityiskohta sivultapäin katsottuna ja poikkileikattuna. Kuvion 3 numerointi vastaa kuvioiden 1 ja 2 numerointia. Suulakepuristimeen 108117 5 1 kuuluu ulompi staattori 10 ja sisempi staattori 11 ja niiden väliin pyörivästi sovitettu kartion muotoinen roottori 12. Kartion muotoisen roottorin 12 kohdalla on luonnollisesti ainakin ulomman staattorin 10 sisäpinta ja sisemmän staatto-rin 11 ulkopinta kartion muotoisia. Roottorissa 12 on ruuvin muotoisia uria, 5 joita ei selvyyden vuoksi ole esitetty oheisessa kuviossa 3, jolloin roottori 12 pyöriessään kyseisten urien avulla syöttää muovimateriaalia suulakepuristimesta 1 ulos. Edellä esitettyjen syöttövälineiden keskelle on sovitettu ontto kiinteä tuurna 9, jossa on jäähdytysvälineet putken 2 sisäpinnan jäähdyttämiseksi. Kuvion 3 esittämässä tapauksessa voidaan ilma imeä putken 2 läpi kar-10 tion muotoisilla syöttövälineillä varustetun suulakepuristimen 1 keskeltä. Tällöin ei puristettavaan tuotteeseen muodostu yhtymäsaumaa ja suulakepuristinta saadaan samalla jäähdytettyä tehokkaasti sen sisäpuolelta. Keksinnön mukaista jäähdytyslaitteistoa voidaan hyödyntää myös suulakepuristimen lii-kalämmön säätelyssä käyttämällä sitä yhdessä staattorien lämmitysvastusten 15 kanssa. Esimerkiksi PEX:n valmistuksen yhteydessä on suulakepuristimen lii-kakuumeneminen voimakkaan kitkan vuoksi ongelma. Keksinnön mukaisella järjestelyllä saadaan aikaan se, että jäähdyttämällä suulakepuristinta sen sisäpuolelta jatkuvasti saadaan suulakepuristimen lämpötila riittävän alas ja kyseinen lämpötila saadaan lämpövastuksien avulla tarkkaan säädetyksi oikealle 20 tasolle. Kartion muotoisia roottoreita 12 voi luonnollisesti olla enemmänkin kuin yksi ja staattoreita 10 ja 11 voi olla enemmänkin kuin kaksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä jäähdyttävästä ilmasta voidaan siirtää lämpö 25 syöttösuppiloon 8 myös esimerkiksi lämpöpumpun avulla. Tällöin voitaisiin edullisesti siirtää myös kyseisen lämpöpumpun oma lämpöenergia syöttösuppiloon 8 muovimateriaalin 4 sekaan. Edelleen muovin holvaantuminen syöttö-suppilossa 8 saadaan yksinkertaisesti ja tehokkaasti estettyä siten, että runsaasti värähtelyenergiaa tuottava puhallin 6 kytketään mekaanisesti kiinni 30 syöttösuppiloon 8.

Claims (14)

108117 «

1. Menetelmä suulakepuristetun onton tuotteen jäähdyttämiseksi, jossa menetelmässä puristetaan tuote (2) suulakepuristimella (1), jossa on ai- 5 nakin yksi roottori ja ainakin yksi staattori ja jäähdytetään tuotetta (2) suulakepuristimen (1) jälkeen tuotteen (2) sisäpuolelta imemällä sen läpi ilmaa, jolloin ilma on kosketuksissa tuotteen (2) sisäpintaan jäähdyttäen sitä, tunnettu siitä, että ilma imetään suulakepuristimen (1) roottorin ja staattorin läpi puris-tussuuntaa vastaan, jolloin samalla jäähdytetään myös suulakepuristinta (2) 10 roottorin ja staattorin sisäpuolelta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotteen läpi imetyn lämmenneen ilman lämpöenergia otetaan talteen ja johdetaan käytettäväksi hyödyksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että tuotteen läpi imetyn ilman lämpöenergian avulla lämmitetään suulakepuristimeen (1) syötettävää materiaalia (4).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotteen läpi imetty lämmennyt ilma johdetaan suulakepuristimeen (1) syötettävän materiaalin (4) sekaan.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suulakepuristin (1) käsittää ainakin yhden ulomman staattorin (10), ainakin yhden sisemmän staattorin (11) ja ainakin yhden niiden väliin pyörivästi sovitetun kartion muotoisen roottorin (12), jolloin ulompi staattori (10) on ainakin sisäpinnaltaan ja sisempi staattori (11) on ainakin ulkopin-25 naltaan roottorin (12) kohdalla kartion muotoinen, jolloin kyseiset staattorit (10, 11. ja roottori (12) muodostavat suulakepuristimen syöttövälineet ja että tuotetta jäähdyttävä ilma imetään suulakepuristimen (1) läpi olennaisesti kyseisten syöttövälineiden keskeltä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että tuotetta jäähdytetään sisäpuolisen jäähdytyksen lisäksi sen ulkopuolelta.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotteen sisäpuolelle on sovitettu tuurna (9), jossa on jäähdytysvälineet, jolloin tuotteen sisäpintaa saadaan jäähdytettyä ohuelti. 35 7 108117

8. Sovitelma suulakepuristetun onton tuotteen jäähdyttämiseksi, johon sovitelmaan kuuluu suulakepuristin (1), jossa on ainakin yksi roottori ja ainakin yksi staattori, ja välineet, jotka on sovitettu imemään ilmaa tuotteen (2) läpi siten, että kyseinen ilma jäähdyttää tuotetta (2) sen sisäpuolelta, t u n - 5. e 11 u siitä, että välineet ilman imemiseksi on sovitettu imemään ilmaa suulakepuristimen (1) roottorin ja staattorin läpi puristussuuntaa vastaan.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että suulakepuristin (1) käsittää ainakin yhden ulomman staattorin (10), ainakin yhden sisemmän staattorin (11) ja ainakin yhden niiden väliin pyörivästi so- 10 vitetun kartion muotoisen roottorin (12), jolloin ulompi staattori (10) on ainakin sisäpinnaltaan ja sisempi staattori (11) on ainakin ulkopinnaltaan roottorin (12) kohdalla kartion muotoinen, jolloin kyseiset staattorit (10, 11) ja roottori (12) muodostavat suulakepuristimen (1) syöttövälineet ja että sovitelmaan kuuluu välineet ilman imemiseksi suulakepuristimen (1) läpi olennaisesti sen syöttö-15 välineiden keskeltä.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu välineet tuotteen läpi imetyn ilman lämpöenergian talteenottamiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, 20 että sovitelmaan kuuluu välineet tuotteen läpi imetyn ilman lämpöenergian johtamiseksi suulakepuristimeen (1) syötettävän materiaalin (4) sekaan.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu välineet tuotteen läpi imetyn ilman johtamiseksi suulakepuristimeen (1) syötettävän materiaalin (4) sekaan. * 25 13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-12 mukainen sovitelma, tun nettu siitä, että sovitelmaan kuuluu välineet putken jäähdyttämiseksi sen ulkopuolelta.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 8-13 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että suulakepuristimen (1) yhteyteen on sovitettu ontto tuurna 30 (9), jossa on välineet tuotteen jäähdyttämiseksi sen sisäpuolelta. i 10811?