FI111060B - Suulakepuristusmenetelmä ja suulakepuristin - Google Patents

Description

111060

Suulakepuristusmenetelmä ja suulakepuristin * Keksinnön kohteena on suulakepuristusmenetelmä, missä mene telmässä muodostetaan rengasmainen materiaalivirtaus puristamalla materi-- 5 aalia rengasmaiseen ekstruusiokanavaan, jonka yhteydessä on putkimainen suodatinyksikkö, jolloin materiaali suodatetaan saattamalla se virtaamaan putkimaisen suodatinyksikön pinnan läpi.

Edelleen keksinnön kohteena on suulakepuristin, jossa on välineet materiaalin puristamiseksi ja rengasmainen ekstruusiokanava, jolloin välineet 10 materiaalin puristamiseksi on sovitettu puristamaan materiaalia rengasmaiseen ektruusiokanavaan siten, että ekstruusiokanavaan muodostuu rengasmainen materiaalivirtaus, ja jossa suulakepuristimessa on putkimainen suodatinyksikkö, joka on sovitettu rengasmaisen ekstruusiokanavan yhteyteen siten, että rengasmainen materiaalivirtaus virtaa suodatinyksikön putkimaisen pinnan 15 läpi.

Ekstruusiotuotannossa, kuten kalvojen ja kaapeleiden valmistuksessa on muovivirtauksen suodatus usein välttämätöntä. Tyypillisesti suodatin sijoitetaan suulakepuristimen jälkeen ennen puristinpäätä ja suuttimia virtaus-kanavaan, missä muovivirtaus on tankomaisessa muodossa. Jotta virtausta ei 20 tarvitsisi keskeyttää suodattimen vaihdon ajaksi, on kehitetty ratkaisu, missä suodattuneen kuuluu suodatinnauha, jota syötetään virtaukseen nähden poikittaisessa suunnassa olennaisesti jatkuvatoimisesti.

Tunnetaan myös suulakepuristimia, joilla muodostetaan rengasmainen ulostulovirtaus eli ulostulovirtaus muodostetaan rengasmaiseen 25 ekstruusiokanavaan. Esimerkiksi EP-patentissa 0 422 042 on esitetty kartion muotoinen suulakepuristin, jolla muodostetaan rengasmainen ulostulovirtaus, jolloin saadaan muodostettua putkimainen tuote ilman, että tarvitaan tuurnan-pidikettä, joka aikaansaa tuotteeseen yhtymäsaumoja. Mikäli tällaisessa ratkaisussa muovivirtaus haluttaisiin suodattaa, täytyisi materiaali johtaa jossain 30 vaiheessa virtaamaan tankomaisessa muodossa, mikä poistaisi kartion muo-: toisella ekstruuderilla saavutettuja etuja. Niinpä ekstruudereissa, joilla muo- » l dostetaan rengasmainen ulostulovirtaus, ei suodatusta näin ollen ole käytetty.

JP-julkaisussa 7-1552 on esitetty suulakepuristin, missä suulakepuristimen jälkeen on sovitettu suodatinyksikkö. Suodatinyksikkö on sylinterin-35 muotoinen ja ruuvinpuoleisesta päästään umpinainen. Tällöin puristettava materiaali kulkeutuu suodattimen sylinterin muotoiselle ulkopinnalle ja sieltä edel- 2 111060 leen suodattimen seinämässä olevien reikien läpi sen sisäpuolelle ja suodattimen toisesta päästä edelleen ulos.

US-patentissa 3495299 on esitetty suulakepuristin, missä ruuvin ulkopuolelle on sovitettu putken muotoinen suodatin. Ruuvi puristaa materiaa-5 Iin putken muotoisen suodattimen sisäpuolelta suodattimen seinämän läpi ulos, mistä materiaali virtaa edelleen ulos suulakepuristimesta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan ratkaisu, missä ekstruuderia, jolla muodostetaan rengasmainen ulostulovirtaus, käytettäessä saadaan materiaalivirtaus suodatettua olennaisesti lopputuotteen ominaisuuk-10 siä heikentämättä.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että suodatinyksikkö on ainakin kolmikerroksinen, jolloin suodatinyksikön ulompi ja sisempi kerros ovat olennaisesti liikkumattomia ja niiden välissä on liikutettava suodatinkerros, jolloin ulommassa ja sisemmässä kerroksessa on aukkoja ja 15 suodatinkerroksen yhteydessä materiaali sovitetaan virtaamaan sivuttain, jolloin sitä suodatetaan ja suodatettu materiaali jää suodatinkerrokseen materiaalin virtaussuunnassa ensimmäisenä olevan kerroksen aukkojen puolelle ja suodatinyksikkö puhdistetaan liikuttamalla suodatinkerrosta siten, että suodatettu materiaali asettuu materiaalin virtaussuunnassa viimeisenä 20 olevan kerroksen aukkojen kohdalle ja materiaalivirtauksen vaikutuksesta suodatetut materiaalipartikkelit virtaavat ulos suulakepuristimesta.

Edelleen on keksinnön mukaiselle suulakepuristimelle on tunnusomaista se, että suodatinyksikössä on ainakin kolme kerrosta, jolloin suodatinyksikön ulompi kerros ja sisempi kerros ovat olennaisesti liikkumattomia ja .·« 25 niiden välissä on liikutettava suodatinkerros, jolloin ulommassa kerroksessa ja sisemmässä kerroksessa on aukkoja ja suodatinkerroksen yhteydessä materiaali sovitetaan virtaamaan sivuttain, jolloin materiaali suodattuu ja suodatettu materiaali jää suodatinkerrokseen materiaalin virtaussuunnassa ensimmäisenä olevan kerroksen aukkojen puolelle ja suodatinkerros on liikutettavissa 30 suodatinyksikön puhdistamiseksi siten, että liikuttamisen jälkeen suodatettu » *. materiaali asettuu materiaalin virtaussuunnassa viimeisenä olevan kerroksen aukkojen kohdalle, jolloin materiaalivirtauksen vaikutuksesta suodatetut mate-riaalipartikkelit virtaavat ulos suulakepuristimesta.

Keksinnön olennainen ajatus on, että suulakepuristimessa muodos-35 tetaan ulostulovirtaus rengasmaiseen ekstruusiokanavaan ja että suulakepuristimessa on putkimainen suodatinyksikkö sovitettuna rengasmaisen ekst- 3 111060 ruusiokanavan yhteyteen siten, että rengasmainen materiaalivirtaus virtaa suodatinyksikön putkimaisen pinnan läpi. Erään edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että suodatinyksikkö on ainakin kolmikerroksinen, jolloin suodatinyksikön ulompi ja sisempi kerros ovat olennaisesti liikkumattomia ja niiden • 5 välissä on liikutettava kerros. Ulommassa ja sisemmässä kerroksessa on rei kiä ja välikerroksen yhteydessä materiaali sovitetaan virtaamaan sivuttain, jolloin sitä suodatetaan ja suodatettu materiaali jää kyseiseen kerrokseen materiaalin virtaussuunnassa ensimmäisenä olevan kerroksen reikien puolelle. Kun suodatinyksikkö halutaan puhdistaa, liikutetaan välissä olevaa kerrosta siten, 10 että suodatettu materiaali asettuu materiaalin virtaussuunnassa viimeisenä olevan kerroksen reikien kohdalle ja materiaalivirtauksen vaikutuksesta suodatetut materiaalipartikkelit virtaavat ulos suulakepuristimesta. Tällöin hetken aikaa suulakepuristimesta tulee ulos epäkelpoa materiaalia, mutta suodatinyksikkö on olennaisesti puhdistunut ja pystyy suodattamaan tehokkaasti uutta 15 materiaalia. Tällöin siis puhdistettaessa suodatinyksikön sisääntulo-osa muutetaan ulostulo-osaksi ja päinvastoin. Erään edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että suulakepuristimessa on ainakin kaksi sisäkkäistä suppenevan kartion muotoista syöttörakoa ja syöttörakojen välissä olevan roottorin päähän muodostetaan paluukanava, joka ulottuu roottorin päästä matkan päähän 20 taaksepäin. Kummastakin syöttöraosta pääsee pieni määrä materiaalia virtaamaan paluukanavaan, jolloin estetään eri syöttöraoissa olevien materiaalien hallitsematon sekoittuminen toisiinsa tai palaminen kiinni suodatinyksik-köön tai roottorin päähän.

Keksinnön etuna on, että suulakepuristimella saadaan aikaan ren- i. ' 25 gasmainen materiaalivirtaus, joka saadaan pysytettyä rengasmaisena, vaikka materiaalivirtaus suodatetaan. Putkimaisen suodatinyksikön muodostama suodatuspinta-ala on erittäin suuri, jolloin suodatinyksikön aiheuttama vastus jää kohtuullisen pieneksi, vaikka suodatustehokkuus saadaan hyväksi. Kolmikerroksisessa suodatinyksikössä muuttamalla suodatinyksikön sisääntulo-osa 30 ulostulo-osaksi ja päinvastoin, saadaan suodatinyksikkö puhdistettua eli suu-*. lakepuristin voi olla jatkuvatoiminen, koska suodatinyksikön tukkeutuminen tai huoltotarve ei aiheuta katkoa suulakepuristimen toimintaan. Sovittamalla roottorin loppuosaan paluukanava, pystytään saamaan aikaan rakenne, missä voidaan kartioekstruuderissa puristaa eri syöttöraoissa kahta eri muovimateri-35 aalia ja suodattaa ne ilman, että materiaalit hallitsemattomasti sekoittuvat toisiinsa tai palavat kiinni suulakepuristimen päähän.

4 111060

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä suulakepuristinta sivultapäin katsottuna ja poikkileikattuna, kuvio 2 esittää kaavamaisesti erään suulakepuristimen loppupäätä 5 sivultapäin katsottuna ja poikkileikattuna, kuvio 3a ja 3b esittävät kaavamaisesti erästä suodatinyksikköä ak-siaalisuunnasta katsottuna ja poikkileikattuna, kuvio 4 esittää kaavamaisesti erästä toista suodatinyksikköä aksiaa-lisuunnasta katsottuna ja poikkileikattuna, 10 kuvio 5 esittää kaavamaisesti erästä kolmatta suodatinyksikköä ak- siaalisuunnasta katsottuna ja poikkileikattuna, kuvio 6 esittää kaavamaisesti erästä neljättä suodatinyksikköä aksi-aalisuunnasta katsottuna ja poikkileikattuna, kuvio 7 esittää kaavamaisesti kuvion 6 mukaisen suodatinyksikön 15 reikien sijoittelua sivultapäin katsottuna, kuvio 8 esittää kaavamaisesti erästä viidettä suodatinyksikköä yläviistosta katsottuna ja poikkileikattuna, kuvio 9 esittää kaavamaisesti erästä kuudetta suodatinyksikköä ja kuvio 10 esittää kaavamaisesti erään toisen suulakepuristimen lop-20 puosaa sivultapäin katsottuna ja poikkileikattuna.

Kuviossa 1 on esitetty suulakepuristin, jossa on kartion muotoinen sisempi staattori 1 ja kartion muotoinen ulompi staattori 2. Staattoreiden 1 ja 2 väliin on sovitettu pyöritettävä roottori 3. Sisemmän staattorin 1 ja roottorin 3 väliin muodostuu sisempi kartion muotoinen syöttörako 4 ja ulomman staatto-·· 25 rin 2 ja roottorin 3 välissä on ulompi kartion muotoinen syöttörako 5. Joko root torissa 3 tai staattorissa 1 ja 2 tai molemmissa on ruuviviivan muotoisia uria, jolloin roottoria 3 pyöritettäessä materiaali virtaa syöttöraoista 4 ja 5 rengasmaiseen ekstruusiokanavaan 6. Selvyyden vuoksi ei kuviossa 1 ole esitetty roottorin ja/tai staattoreiden uria eikä roottorin pyörityslaitteita eikä syöttöväli-30 neitä puristettavan materiaalin syöttämiseksi syöttörakoihin 4 ja 5, koska ky-seiset välineet ja muut vastaavat suulakepuristimeen liittyvät yksityiskohdat ovat alan ammattimiehelle itsestään selviä eikä niitä sen vuoksi tässä yhteydessä ole tarpeen selostaa sen tarkemmin. Puristettava materiaali on tyypillisesti muovia, mutta se voi olla myös jotain muuta ekstrudoitavaa materiaalia. 35 Suulakepuristinta voidaan käyttää esimerkiksi putken, kalvon, kaapelin päällysteen tai jonkin muun vastaavan putkimaisen tuotteen valmistamiseksi.

5 111060

Suulakepuristimessa on edelleen putkimainen suodatinyksikkö 7, joka on sovitettu suulakepuristimeen siten, että rengasmainen materiaalivirta-us virtaa sen ulkopuolelta sen sisäpuolelle suodattuen ja pysyen rengasmaisena. Tällöin putkimainen suodatinyksikkö 7 on edullisesti sylinterinmuotoinen * 5 tai materiaalin virtaussuunnassa laajenevan kartion muotoinen. Putkimainen suodatinyksikkö 7 voidaan sovittaa suulakepuristimeen myös siten, että rengasmainen materiaalivirtaus virtaa sen läpi sen sisäpuolelta ulkopuolelle, jolloin edullisimmin siinä tapauksessa putkimainen suodatinyksikkö 7 on virtaus-suunnassa suppenevan kartion muotoinen.

10 Kuviossa 2 on esitetty ratkaisu, missä suulakepuristimessa on si semmän staattorin 1 ja ulomman staattorin 2 välissä välistaattori 8. Sisemmän staattorin 1 ja välistaattorin 8 välissä on sisempi roottori 3a ja välistaattorin 8 ja ulomman staattorin 2 välissä on ulompi roottori 3b. Roottoreissa 3a ja 3b on ruuviviivan muotoisia uria 9. Roottoreissa 3a ja 3b olevien urien lisäksi tai nii-15 den sijaan voi myös staattoreissa 1, 2 ja 8 olla vastaavanlaisia uria.

Putkimaisessa suodatinyksikössä 7 on kolme kerrosta. Uloimpana on ulompi reikäkerros 7a ja sisimpänä sisempi reikäkerros 7c. Näiden välissä on suodatinkerros 7b. Suodattimen 7 rakenne ja toiminta käy yksityiskohtaisemmin ilmi kuvioista 3a ja 3b. Ulommassa reikäkerroksessa 7b on sisääntu-20 loaukkoja 10 ja sisemmässä reikäkerroksessa 7c on ulostuloaukkoja 11. Si-sääntuloaukot 10 ja ulostuloaukot 11 on sovitettu eri kohdille siten, että materiaali joutuu suodatinkerroksessa 7b virtaamaan sivusuunnassa kuvioissa 3a ja 3b esitettyjen nuolien mukaisesti. Se, että materiaali virtaa suodatinkerroksessa 7b sivusuunnassa eli sivuttain tarkoittaa sitä, että materiaali voi virrata ··< 25 suodatinyksikön 7 sylinteri- tai kartiopinnan suunnassa. Materiaali voi siis virra ta kehän suunnassa tai aksiaalisuunnassa tai jossain suunnassa kehä- ja ak-siaalisuuntien välillä. Suodatinkerroksessa 7b on ensimmäisiä aukkoja 12a, jotka kuvion 3a tilanteessa on sovitettu sisääntuloaukkojen 10 kohdalle ja toisia aukkoja 12b, jotka kuvion 3a suoritusmuodossa on sovitettu ulostuloaukko-30 jen 11 kohdalle. Tällöin materiaali siis virtaa ensin ulomman reikäkerroksen 7a . : sisääntuloaukkoon 10 ja siitä suodatinkerroksen 7b ensimmäiseen aukkoon 12a. Tämän jälkeen puristettava materiaali virtaa suodatinkerroksen 7b suoda-tinmateriaalin läpi, joka suodatinmateriaali on sellaista, että se läpäisee tiettyä kokoa pienemmät partikkelit eli puristettavasta materiaalista pääosa pääsee 35 virtaamaan suodatinmateriaalin läpi, mutta epäpuhtaudet ja liian suuret partikkelit jäävät ensimmäiseen aukkoon 12a. Suodatinmateriaalin läpi virrattuaan 6 111060 materiaali tulee suodatinkerroksen 7b toiseen aukkoon 12b ja virtaa sieltä edelleen ulostuloaukon 11 läpi. Suodatinkerroksen suodattava materiaali voi olla esimerkiksi sintrattua metallipulveria.

Siinä vaiheessa, kun suodatinkerroksen 7b ensimmäiseen aukkoon 5 12a on kerääntynyt epäpuhtauksia ja/tai suuria partikkeleita siinä määrin, että ne alkavat haitata materiaalivirtausta, siirretään suodatinkerrosta 7b sillä tavalla, että ensimmäiset aukot 12a asettuvat ulostuloaukkojen 11 kohdalle ja toiset aukot 12b asettuvat sisääntuloaukkojen 10 kohdalle kuviossa 3b esitetyllä tavalla. Tällöin materiaalivirtaus työntää epäpuhtaudet ja/tai liian suuret partikke-10 lit ulostuloaukon 11 läpi ekstruusiokanavaan 6, jolloin suodatinyksikkö puhdistuu. Kyseisen ns. vaihesiirron ansiosta siis suodatinkerroksessa virtaussuunta muuttuu, mutta suodatinyksikön rakenteen vuoksi suulakepuristin voi toimia jatkuvatoimisesti. Luonnollisesti kyseisen siirtämisen jälkeen hetken aikaa suulakepuristimesta ulostuleva materiaali sisältää epäpuhtauksia ja/tai liian suuria 15 partikkeleita eli todennäköisesti tuote on epäkelpoa. Kyseinen puhdistustoimenpide voidaan kuitenkin sovittaa esimerkiksi kelan vaihdon yhteyteen tai johonkin muuhun sopivaan kohtaan tuotantoa, missä epäkelpo materiaali voidaan johtaa hylkyyn.

Kuten edellä todettiin, voidaan suulakepuristimen toiminta pysyttää 20 jatkuvana ja hyvälaatuista materiaalia saadaankin varsin pian. Suodatinkerroksen 7b liikauttaminen eli pyörittäminen voidaan saada aikaan esimerkiksi kääntölaitteella 13. Kääntölaite 13 voi olla esimerkiksi hammasratas, ruuvi tai jokin muu tarkoitukseen sopiva väline. Ensimmäisten aukkojen 12a ja toisten aukkojen 12b välinen välimatka ja toisaalta sisääntuloaukkojen 10 välinen vä-25 limatka ja ulostuloaukkojen 11 välinen välimatka täytyy luonnollisesti sovittaa sopivaksi, että kaikki aukot asettuvat sopivalla tavalla kohdakkain sekä kuvion 3a esittämässä tilanteessa että kuvion 3b esittämässä tilanteessa. Suodatinkerrosta 7b voidaan suodatinyksikön puhdistusta varten joko liikuttaa joka kerta eteenpäin eli pyörittää tai sitten peräkkäisissä tilanteissa suodatinkerrosta 30 7b liikutetaan eri suuntiin, jolloin suodatinkerrosta siis vain liikutetaan edestä- « kaisin eikä sitä kierrätetä ympäri. Kun suodatinkerrosta 7b on siirretty ja epäpuhtaudet ja/tai suuret partikkelit ovat irronneet suodattimesta ja poistuneet suulakepuristimesta, voidaan normaalia tuotantoa jatkaa välittömästi, jolloin siis aina puhdistustoimenpiteen jälkeen materiaalin virtaussuunta suodatinker-35 roksessa 7b vaihtuu. Toinen vaihtoehto on liikuttaa suodatinkerros 7b alkuperäiselle paikalleen puhdistustoimenpiteen jälkeen, jolloin siis normaalituotan- 7 111060 nossa materiaali virtaa aina samaan suuntaan suodatinkerroksessa 7b. Sillä, että materiaalivirtaus käännetään vain puhdistuksen ajaksi, varmistetaan se, että lopputuotteen ominaisuuksia heikentäviä partikkeleita ei pääse normaali-tuotannossa vahingossa lopputuotteeseen.

* 5 Silloin kun suodatinyksikkö 7 on olennaisesti sylinterin muotoinen, voidaan suodatinkerrosta 7b liikuttaa puhdistusta varten joko kehän suunnassa pyörittämällä tai sitten aksiaalisuunnassa. Sovittamalla aukot 10,11,12a ja 12b sopivasti, voidaan suodatinkerrosta 7b liikuttaa puhdistusta varten myös jossain suunnassa kehän suunnan ja aksiaalisuunnan välissä. Suodatinkerros 10 7b voidaan saattaa liikkumaan siis esimerkiksi viistoa tai ruuviviivan muotoista linjaa pitkin.

Ulomman reikäkerroksen 7a ja sisemmän reikäkerroksen 7c alku- ja loppupäähän on sovitettu välyksen säätörenkaat 14. Välyksen säätörenkaiden kokoa muuttelemalla pystytään helposti muuttamaan suodatinyksikön 7 sijain-15 tia aksiaalisuunnassa ja, koska suodatinyksikkö 7 on laajenevan kartion muotoinen, voidaan samalla säätää suodatinyksikön 7 ja suulakepuristimen välistä välystä. Ulomman reikäkerroksen 7a ja suodatinkerroksen 7b välistä välystä sekä vastaavasti sisemmän reikäkerroksen 7c ja suodatinkerroksen 7b välistä välystä voidaan myös säätää muuttamalla ulomman reikäkerroksen 7a ja si-20 semmän reikäkerroksen 7c sijaintia aksiaalisuunnassa välyksen säätörenkaiden 14 avulla. Vastaavanlainen välyksen säätö on toteutettavissa myös silloin, kun putkimainen suodatinyksikkö 7 on suppenevan kartion muotoinen. Edelleen kun suodatinyksikkö 7 on kartion muotoinen, on sen eri kerrosten yhteensovittaminen ja kokoaminen sekä purkaminen helpompaa kuin sylinterinmuo- ,·· 25 toisessa suodatinyksikössä.

Suodatinyksikön 7 vaihtamista varten on ulomman staattorin 2 loppuosa 2a irrotettavissa ulommasta staattorista ja vastaavasti sisemmän staattorin 1 loppuosa 1a on irrotettavissa sisemmästä staattorista. Edullisimmin suodatinyksikkö 7 on muodostettu sellaiseksi, että se on kokonaisuudessaan 30 vaihdettavissa yhtenä kappaleena. Tällöin suodatinyksikön vaihto saadaan * \ tehtyä nopeasti, koska uusi suodatinyksikkö voi olla valmiiksi koottuna ja puh distettuna odottamassa vaihtoa. Ekstruusiokanavassa 6 oleva ohjainkappale 15 materiaalivirtauksen ohjaamiseksi voi olla kiinteästi yhteydessä sisempään reikäkerrokseen 7c, jolloin ohjainkappale 15 vaihdetaan yhdessä suodatinyksi-35 kön kanssa.

8 111060

Suodatinyksikössä 7 tapahtuu painehäviö aksiaalisuunnassa, mitä on kuviossa 2 kuvattu merkinnällä 6P. Tällöin kuviossa 2 katsottuna alhaalla on suurempi paine kuin ylempänä. Koska suodatinyksikössä 7 tapahtuu painehäviö 6P, on suodatinmateriaalin sisällä aksiaalisuuntainen kuviossa 2 ylös-5 päin tapahtuva materiaalivirtaus, mikä estää materiaalin kiinnipalamista ekst-ruusiolaitteen päähän.

Kuvioissa 4 ja 5 on esitetty eräs vaihtoehtoinen suodatinyksikköra-kenne. Kuvioissa 4 ja 5 suodatinyksikön 7 kerrokset on esitetty vaakasuorina, vaikka todellisuudessa luonnollisesti kerrokset ovat kaarevia, koska suoda-10 tinyksikkö 7 on putkimainen. Kuvioiden 4 ja 5 suoritusmuodoissa suodatinker-ros 7b on umpinaista materiaalia, joka ei läpäise puristettavaa materiaalia. Suodatinkerros 7b voi olla esimerkiksi umpinaista metallia. Suodatus tapahtuukin siten, että ulomman reikäkerroksen 7a ja suodatinkerroksen 7b sekä sisemmän reikäkerroksen 7c ja suodatinkerroksen 7b väliset välykset 16 on so-15 vitettu sellaiseksi, että puristettava materiaali pääsee virtaamaan välyksien 16 läpi, mutta epäpuhtaudet ja/tai liian suuret partikkelit jäävät sisääntuloaukkojen läheisyyteen siihen saakka, kunnes suodatinkerrosta 7b siirretään suodatinyksikön puhdistusta varten edellä esitetyllä tavalla. Välyksen 16 suuruus luonnollisesti valitaan halutun suodatustehokkuuden mukaan. Välyksen 16 suuruus 20 voi olla esimerkiksi noin 1 mm puristettaessa materiaalia, jossa on mukana uusiomuovia. Kuvion 5 mukainen ratkaisu vastaa varsin pitkälle kuvion 4 mukaista ratkaisua, mutta kuvion 5 mukaisessa ratkaisussa suodatinkerrokseen 7b on muodostettu epätasainen pinta. Suodatinkerrokseen 7b voidaan muodostaa esimerkiksi uria esimerkiksi sorvaamalla. Epätasaisen pinnan vaikutuk- ··« 25 sesta saadaan suodatuspinta-alaa lisättyä kuvion 4 mukaiseen ratkaisuun ver rattuna. Haluttaessa voidaan ulompaan reikäkerrokseen 7a ja sisemmän reikäkerroksen 7c pinnat muodostaa myös epätasaisiksi.

Kuviossa 6 on esitetty ratkaisu, missä ulomman reikäkerroksen 7a sisääntuloaukot 10 on muodostettu suppenevan kartion muotoisiksi ja sisem-30 män reikäkerroksen 7c ulostuloaukot 11 on muodostettu laajenevan kartion m . : muotoisiksi. Suppenevan kartion muotoiset sisääntuloaukot 10 ohjaavat mate riaalia juohevasti suodatinkerroksen 7b aukkoihin. Laajenevan kartion muotoiset ulostuloaukot 11 taas mahdollistavat sen, että materiaali virtaa ulostuloau-koista 11 sujuvasti eteenpäin. Kuvion 6 mukaisella ratkaisulla saadaan suoda-35 tinyksikön virtausvastus erittäin pieneksi eikä suodatinyksikön rakenteeseen jää katvealueita, johon puristettavaa materiaalia pääsisi kertymään.

9 111060

Kuviossa 7 on kaavamaisesti havainnollistettu sivultapäin katsottuna sisääntuloaukkojen 10 ja ulostuloaukkojen 11 lomitus. Sovittamalla kuviossa 7 esitetyllä tavalla esimerkiksi sisääntuloaukot 10 siten, että vaakatasossa vierekkäin olevien sisääntuloaukkojen 10 yläpuolella olevat sisääntuloaukot > 5 ovat alapuolen aukkojen keskellä, saadaan reikiä sovitettua suodatinyksikköön 7 lukumäärällisesti useita, jolloin suodatinyksikön virtausvastus saadaan pysymään varsin pienenä.

Kuviossa 8 on esitetty suoritusmuoto, missä aukot 10, 11, 12a ja 12b ovat pitkänomaisia. Lisäksi sisääntuloaukot 10 ovat suppenevia ja ulostulo loaukot 11 laajenevia. Tällaisella rakenteella saadaan myös erittäin tehokkaasti varmistettua se, että puristettavaa materiaalia ei takerru kiinni suodatinyksikköön 7.

Kuviossa 9 on esitetty sylinterin muotoinen suodatinyksikkö 7, jossa aukot 10, 12a, 12b ja 11 on sovitettu aksiaalisuuntaan nähden viistoon asen-15 toon. Selvyyden vuoksi on kuviossa 9 esitetty vain osa aukoista 10, vaikka suodatinyksikössä 7 luonnollisesti on aukkoja 10 olennaisesti koko suodatinyksikön 7 pinnalla. Aukot 10 on sovitettu suulakepuristimen roottorien 3 pyörimissuuntaan ω nähden samaan suuntaan viistoiksi. Tällöin materiaalivirtaus menee suodatinyksikön 7 läpi mahdollisimman tehokkaasti eli suodatinyksikön 20 7 aiheuttama painehäviö materiaalivirtauksessa on mahdollisimman pieni.

Kuviossa 10 on esitetty ratkaisu, jolla voidaan muodostaa moniker-rostuotteita. Kyseisellä ratkaisulla voidaan muodostaa esimerkiksi kolmikerroksinen tuote siten, että ulomman roottorin 3b avulla puristetaan materiaalia, joka muodostaa tuotteen uloimman kerroksen. Sisemmän roottorin 3a ja si-··*’ 25 semmän staattorin 1 välisessä sisemmän roottorin sisemmässä syöttöraossa 4a taas puristetaan materiaalia, joka muodostaa tuotteen sisimmän kerroksen. Sisemmän roottorin 3a ja välistaattorin 8 välisessä sisemmän roottorin ulommassa syöttöraossa 5a taas voidaan puristaa esimerkiksi adheesiomuovia, joka kiinnittää lopputuotteen uloimman ja sisimmän kerroksen toisiinsa. Sisem-30 män roottorin 3a ja suodatinyksikön 7 ulomman reikäkerroksen 7a välissä on välys 17. Sisemmän roottorin 3a loppupäässä on edelleen rengaskanava 18. Sekä sisemmästä syöttöraosta 4a että ulommasta syöttöraosta 5a pääsee virtaamaan materiaalia välyksen 17 kautta rengaskanavaan 18. Rengaskanavas-ta 18 johtaa yksi tai useampia paluukanavia 19 matkan päähän sisemmän 35 roottorin 3a kärjestä ulompaan syöttörakoon 5a. Välyksen 17 ansiosta ei sisemmän roottorin 3a pää hankaa suodatinyksikköön 7. Välyksen 17, rengas- 10 111060 kanavan 18 ja paluukanavan 19 ansiosta taas sekä sisempää syöttörakoa 4a pitkin syötettävää materiaalia että ulompaa syöttörakoa 5a pitkin syötettävää materiaalia pääsee vuotamaan pieni määrä roottorin 3a ja suodatinyksikön 7 välistä paluukanavaan 19 eivätkä materiaalit pala kiinni roottorin päähän eivät-5 kä ne vuoda hallitsemattomasti toistensa sekaan, vaan kyseinen pieni määrä virtaa ulompaan syöttörakoon 5a matkan päähän roottorin 3a päästä.

Jos sisempää syöttörakoa 4a pitkin puristettavaa materiaalia pääsisi hallitsemattomasti adheesiomuovin sekaan, estäisi se adheesiomuovin toiminnan eli uloin ja sisin kerros eivät kiinnittyisi riittävän hyvin toisiinsa. Koska 10 materiaalit viilaavat matkan päähän roottorin 3a kärjestä, saadaan kyseinen pieni materiaalivirtaus sekoitettua adheesiomuovien sekaan eivätkä adheesiomuovin kiinnitysominaisuudet olennaisesti heikkene. Edullisimmin paluukanava 19 johtaa kuvion 10 mukaisesti ulompaan syöttörakoon 5a, jota pitkin siis syötetään adheesiomuovia, koska tällöin adheesiomuovin kulutus ei 15 kasva, vaan päinvastoin vähenee verrattuna tilanteeseen, jossa kyseistä paluukanavaa ei ole. Jos paluukanava johtaisi sisempään syöttörakoon 4a, kuluisi taas adheesiomuovia enemmän verrattuna edellä mainittuun tilanteeseen. Edullisesti on ainakin ulomman syöttöraon 5a loppuosa muodostettu sellaiseksi, että roottorin ja staattorin välinen pinta on aaltomainen, edullisimmin saha-20 aallon muotoinen eli portaittainen. Tällöin urat 9 on muodostettu sellaiseksi, että niiden syvyys vaihtelee siten, että roottorin urasta materiaali siirtyy olennaisesti kokonaisuudessaan staattorin uraan ja päinvastoin ja roottorin ja staattorin välinen rajapinta leikkaa materiaalivirtauksen poikki. Tällainen rakenne muodostaa tehokkaan positiivista painetta tuottavan sekoittimen. Paluuvirta-·· 25 uksen mahdollistamisen vuoksi onkin paineen P1 roottorin 3a päässä oltava suurempi kuin paineen P2 paluukanavan loppuosassa matkan päässä roottorin 3a loppuosasta.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti-30 vaatimusten puitteissa. Niinpä rengasmainen ulostulovirtaus voidaan muodos-taa myös jonkin muunlaisella kuin kartion muotoisella suulakepuristimella. Rengasmainen ulostulovirtaus voidaan siis muodostaa esimerkiksi suulakepuristimella, jossa materiaalin syöttölaitteella syötetään materiaalia kartion muotoisista hammaspyöristä koostuvan säteittäispumppuyksikön kautta, kuten on 35 esitetty esimerkiksi WO-julkaisussa 00/23251.

Claims (18)

111060 Patentti vaati m u kset

1. Suulakepuristusmenetelmä, missä menetelmässä muodostetaan rengasmainen materiaalivirtaus puristamalla materiaalia rengasmaiseen ekst- 5 ruusiokanavaan (6), jonka yhteydessä on putkimainen suodatinyksikkö (7), jolloin materiaali suodatetaan saattamalla se virtaamaan putkimaisen suoda-tinyksikön (7) pinnan läpi, tunnettu siitä, että suodatinyksikkö (7) on ainakin kolmikerroksinen, jolloin suodatinyksikön (7) ulompi ja sisempi kerros (7a, 7c) ovat olennaisesti liikkumattomia ja niiden välissä on liikutettava suodatin-10 kerros (7b), jolloin ulommassa ja sisemmässä kerroksessa (7a, 7c) on aukkoja (10, 11) ja suodatinkerroksen (7b) yhteydessä materiaali sovitetaan virtaamaan sivuttain, jolloin sitä suodatetaan ja suodatettu materiaali jää suodatin-kerrokseen (7b) materiaalin virtaussuunnassa ensimmäisenä olevan kerroksen (7a) aukkojen (10) puolelle ja suodatinyksikkö (7) puhdistetaan liikuttamalla 15 suodatinkerrosta (7b) siten, että suodatettu materiaali asettuu materiaalin virtaussuunnassa viimeisenä olevan kerroksen (7c) aukkojen (11) kohdalle ja materiaalivirtauksen vaikutuksesta suodatetut materiaalipartikkelit viilaavat ulos suulakepuristimesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että rengasmainen materiaalivirtaus muodostetaan suulakepuristimella, jossa on ainakin yksi kartion muotoinen staattori (1, 2, 8) ja ainakin yksi kartion muotoinen roottori (3, 3a, 3b).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suulakepuristimessa on ainakin kaksi staattoria (1, 2, 8), jolloin roottorin ·· 25 (3, 3a, 3b) kummallakin puolella on kartion muotoinen syöttörako (4, 4a, 5, 5a) ja roottorin (3, 3a, 3b) päässä on ainakin yksi paluukanava (19), jolloin syöttö-rakoja (4, 4a, 5, 5a) pitkin viilaavaa materiaalia pääsee virtaamaan paluukanavaa (19) pitkin roottorin (3, 3a, 3b) päästä takaisinpäin matkan päähän roottorien (3, 3a, 3b) päästä.

4. Suulakepuristin, jossa on välineet materiaalin puristamiseksi ja rengasmainen ekstruusiokanava (6), jolloin välineet materiaalin puristamiseksi on sovitettu puristamaan materiaalia rengasmaiseen ektruusiokanavaan (6) siten, että ekstruusiokanavaan muodostuu rengasmainen materiaalivirtaus, ja jossa suulakepuristimessa on putkimainen suodatinyksikkö (7), joka on sovitet-35 tu rengasmaisen ekstruusiokanavan (6) yhteyteen siten, että rengasmainen materiaalivirtaus virtaa suodatinyksikön (7) putkimaisen pinnan läpi, t u n - 111060 n e 11 u siitä, että suodatinyksikössä (7) on ainakin kolme kerrosta (7a, 7b, 7c), jolloin suodatinyksikön ulompi kerros (7a) ja sisempi kerros (7c) ovat olennaisesti liikkumattomia ja niiden välissä on liikutettava suodatinkerros (7b), jolloin ulommassa kerroksessa (7a) ja sisemmässä kerroksessa (7c) on 5 aukkoja (10, 11) ja suodatinkerroksen (7b) yhteydessä materiaali sovitetaan virtaamaan sivuttain, jolloin materiaali suodattuu ja suodatettu materiaali jää suodatinkerrokseen (7b) materiaalin virtaussuunnassa ensimmäisenä olevan kerroksen (7a) aukkojen (10) puolelle ja suodatinkerros (7b) on liikutettavissa suodatinyksikön (7) puhdistamiseksi siten, että liikuttamisen jälkeen suodatettu 10 materiaali asettuu materiaalin virtaussuunnassa viimeisenä olevan kerroksen (7c) aukkojen (11) kohdalle, jolloin materiaalivirtauksen vaikutuksesta suodatetut materiaalipartikkelit virtaavat ulos suulakepuristimesta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että putkimainen suodatinyksikkö (7) on sylinterin muotoinen.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että putkimainen suodatinyksikkö (7) on kartion muotoinen.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että putkimainen suodatinyksikkö (7) on laajenevan kartion muotoinen.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen suulakepuristin, 20 tunnettu siitä, että materiaalin virtaussuunnassa ensimmäisenä olevan kerroksen (7a) aukot (10) ovat suppenevia.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 4-8 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että materiaalin virtaussuunnassa viimeisenä olevan kerroksen (7c) aukot (11) ovat laajenevia.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 4 - 9 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että aukot (10,11) ovat pitkänomaisia.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että pitkänomaiset aukot on sovitettu suodatinyksikön (7) aksiaalisuun-taan nähden vinoon asentoon.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 4-11 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että suodatinkerros (7b) on muodostettu suodatinmateriaa-lista.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että suodatinmateriaali on sintrattua metallia.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 4-11 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että suodatinkerros (7b) on umpinaista materiaalia, jolloin 111060 suodatinkerroksen (7b) ainakin toisella puolella on välys (16), jonka kautta suodatettu materiaali pääsee virtaamaan, mutta joka välys (16) on niin pieni, ' että suodatettavat partikkelit eivät pääse virtaamaan välyksen (16) läpi.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 4 - 14 mukainen suulakepuristin, 5 tunnettu siitä, että välineet materiaalin puristamiseksi käsittävät ainakin yhden kartion muotoisen staattorin (1, 2, 8) ja ainakin yhden kartion muotoisen roottorin (3, 3a, 3b).

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että suulakepuristimessa on ainakin kaksi staattoria (1, 2, 8), jolloin root- 10 torin (3, 3a, 3b) kummallakin puolella on kartion muotoinen syöttörako (4, 4a, 5, 5a) ja että roottorin (3, 3a, 3b) loppupäähän on sovitettu ainakin yksi paluukanava (19), jonka kautta osa syöttörakoja (4, 4a, 5, 5a) pitkin syötettävästä materiaalista pääsee virtaamaan takaisinpäin.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen suulakepuristin, tunnettu 15 siitä, että roottorin (3, 3a, 3b) loppupäähän on sovitettu rengaskanava (18), jonka kautta materiaalia pääsee virtaamaan paluukanavaan (19).

18. Jonkin patenttivaatimuksen 4-17 mukainen suulakepuristin, tunnettu siitä, että suodatinyksikkö (7) on muodostettu sellaiseksi, että se on kokonaisuudessaan vaihdettavissa yhtenä kappaleena. • * * *- 1 111060