FI77599B - Anordning foer behandling av plastmaterial. - Google Patents

Description

1 77599

Laite muoviaineen käsittelemiseksi.- Anordning för behandling av plastmaterial.

Esillä olevain keksinnön kohteena on laite ja menetelmä synteettisen muovimateriaalin käsittelemiseksi. Laitteeseen kuuluu hammaspyörä- pumppu ja menetelmässä muovimateriaaliin lisätään lisäainetta, kuten väriainetta ja se hajotetaan materiaaliin sen kulkiessa hammaspyöräpumpun läpi. Yleisesti ottaen tämän tyyppisiä laitteita on esitetty englantilaisissa patenttijulkaisuissa 1 591 605 ja 1 601 698 ja 2 066 140.

Tunnetuissa laitteissa on todettu joissain olosuhteissa väriaineen pyrkivän kerääntymään möykyiksi tai pisaroiksi muovimateriaaliin. Tämä johtaa kalliin väriaineen tehottomaan käyttöön, sillä väriaine suorittaa tehtävänsä vain näkyessään materiaalin pinnassa, ja lisäksi se voi myös aiheuttaa valmiissa materiaaleissa mekaanisia heikkouksia. Edelleen käytettäessä materiaalia sähköisenä eristeenä väriainemöykyt saattavat aiheuttaa vikoja eristeessä.

Keksinnön mukainen laite materiaalin käsittelemiseksi, johon laitteeseen kuuluu hammaspyöräpumppu, elimet materiaalin syöttämiseksi hammaspyöräpumppuun ja elimet lisäaineen toimittamiseksi materiaaliin, jolloin pumpussa on yksi tai useampia pareja kytkeytyviä hammaspyöriä, jotka on sijoitettu pyörivästi runkoon, tulokanava hammaspyöriin ja poistokanava hammaspyöristä on tunnettu siitä, että runkoon on muodostettu tunneli materiaalin johtamiseksi aksiaalisesta poistoaukosta poisto-puolen hammaspyörien kytkeytyvien hampaiden välistä poisto-kanavan kehälle tämän kanavan hammaspyöristä kaukana olevalle puolelle, ja että runkoon on järjestetty kanava johtamaan hammaspyörän hampaista kaukana olevalta tulokanavan puolelta ja tämän tulokanavan kehältä hammaspyörien tulopuolella olevien hammaspyörien hampaiden aksiaaliseen sisäänmenoaukkoon. * 2 77599

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa hammaspyöräpumpun kaksi ratasta on asennettu pystysuuntaisiin ja yhdensuuntaisiin akseleihin, jotka itse on kiinnitetty rungon osan muodostavan pohjalevyn toiseen päähän. Pohjalevy rajaa tunnelin, joka on edullisesti V-muotoinen ja tunnelin haarat johtavat rattaan hampaista poistokanavaan. Tunneli voidaan muodostaa kipinätyöstöllä, koneistamalla tai jollakin muulla sopivalla tavalla.

Entistä parempi väriaineen hajoaminen voidaan saada aikaan muodostamalla kanava, joka johtaa rattaan hampaista kaukana olevasta tulokanavan päästä rattaiden tulopuolella olevien hammaspyörien hampaisiin. Tämä kanava voidaan myös muodostaa kipinätyöstämällä pohjalevyn pinta tai jollakin muulla sopivalla tavalla. Tämä kanava johtaa aksiaalisesti rattaiden hampaisiin sen väriaineen, joka on muovimateriaalivirran kehällä tulokanavassa kaukana rattaiden hampaista olevalla puolella.

Hammaspyöräpumppuun voi kuulua enemmän kuin yksi pari hammasrattaita. Pumppu voi olla esimerkiksi tripleksipumppu, jossa on kolme paria yhdensuuntaisia hammaspyörän hampaita ja kunkin parin hampaat on erotettu välilevyillä tai -holkeilla vierekkäisen parin tai parien hampaista. Kukin välilevy on takaleikattu toiselta puolelta hammaspyörien hampaita pitkin toiseen suuntaan. Selmoin tunnelin muodostavaa rungon seinämää vastapäätä oleva rungon seinämä voi olla takaleikattu samasta syystä. Myös nämä takaleikkaukset voidaan muodostaa kipinätyöstöllä tai jollain muulla sopivalla tavalla.

Keksinnön mukainen menetelmä materiaalin käsittelemiseksi, jossa materiaali syötetään pitkin tulokanavaa pumppuun, lisäainetta lisätään materiaaliin, pumppua käytetään materiaalin siirtämiseksi pumppuun johtavasta tulokanavasta

II

3 77599 pumpusta lähtevään poistokanavaan samalla hajottaen lisäaine materiaalin pintaan on tunnettu siitä, että materiaali ohjataan aksiaalisesta poistoaukosta pumpun poistopuolella olevista hammaspyöräpumpun hammaspyörien hampaista hammaspyöristä kaukana olevassa poistokanavassa olevan materiaalin kehälle pitkin väylää, joka on erillinen siitä väylästä, jota pitkin suurin osa materiaalia kulkee pumpun läpi, ja että materiaali ohjataan tulokanavan kehältä sen hammaspyörän hampaista kaukana olevalta puolelta hammaspyörien hampaiden aksiaaliseen sisäänmenoaukkoon hammaspyörien tulopuolella lisäainemöykkyjen kulun estämiseksi jauhamattomassa tilassa pumpun läpi.

Keksinnön selventämiseksi tarkemmin selvitetään seuraavaksi sen kahta suoritusmuotoa esimerkin muodossa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti ylhäältäpäin ja leikkauksena hammaspyöräpumpun pitkin kuvion 2 viivaa C-C.

Kuvio 2 esittää kaaviomaisena sivukuvana ja leikkauksena kuvion 1 mukaisen hammaspyöräpumpun pitkin kuvion 1 viivaa A-A.

Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti ylhäältäpäin ja leikkauksena kuvioissa 1 ja 2 esitetyn hammaspyöräpumpun vaihtoehtoisen suoritusmuodon pitkin kuvion 4 viivaa D-D.

Kuvio 4 on kaaviomainen sivukuva kuvion 3 mukaisesta hammas-pyöräpumpusta pitkin viivaa B-B.

Kuvio 5 on kaaviokuva väriaineen annostusjärjestelmästä käytettäväksi kuvioiden 1-4 mukaisten hammaspyörä-pumppujen yhteydessä.

77599 4

Kuvio 6 on yleissivukuva laitteesta väriaineen ruiskut-tamiseksi käsittäen kuvioissa 1 ja 2 esitetyn tyyppisen hammaspyöräpumpun.

Kuvio 7 on leikkauskuva suulakkeesta, joka muodostaa osan kuvion 6 mukaista laitetta.

Kuvio 8 on poikkileikkauskuva kuvion 6 mukaisen laitteen eri pisteistä.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti hammaspyöräpumppu on tyypillisesti tripleksipumppu ja siihen kuuluu yleisesti ottaen viitenumerolla 1 esitetty runko ja kolme yhdensuuntaisesti järjestettyä paria kytkeytyviä hammaspyöriä, jolloin kunkin parin hammaspyörät on sovitettu pyörimään rungossa 1 olevissa vastaavissa pystyakseleissa 2 ja 3. Kunkin parin akseliin 3 asennetut alimmat hammaspyörät 4, 5 ja 6 on esitetty kuviossa 2 ja kuviossa 1 näkyvät alimman parin hammaspyörät 6 ja 7. Vierekkäisten hammaspyörien muodostavan kunkin parin väliin on sijoitettu välilevyt. Kuviossa 2 näkyy kaksi näistä välilevyistä esitettyinä viitenumeroilla 10 ja 11. Akselit 2 ja 3 on pyörivästi laakeroitu alapäistään ’ rungon 1 osan muodostavaan pohjalevyyn 15 ja yläpaistään rungon yläosassa 16 oleviin laakereihin.

Hammaspyöriin johtava tulokanava 17 muodostuu toiselta puolen rungon osan sekä hammaspyörien väliin ja hammaspyöristä lähtevä poistokanava 18 muodostuu rungon vastakkaisen puolen ja hammaspyörien väliin. Pohjalevy 15 rajoittaa kanavaa 20 ja tunnelia 21. Kanava 20 muodostaa tulopuolella yhteyden tulokanavan 17 ja alimman parin hammaspyörien hampaiden aksiaalisen tulokohdan välille. Tunneli 21 muodostaa yhteyden poistopuolella alimman parin hammaspyörien hampaiden aksiaalisen poistumiskohdan ja poistokanavan 18 välille.

Sekä tunneli 21 että kanava 20 on tyypillisesti valmistettu kipinätyöstöllä. Välilevy 10 on takaleikattu siten, että

II

5 77599 sen yläpintaan muodostuu kolo 25 poistokanavan puolelle. Välilevyyn 11 on takaleikattu kolo 26 sen alapintaan poisto-kanavan puolelle. Rungon yläosan alapintaan on samalla tavoin takaleikattu kolo 21.

Yllä kuvattu hammaspyöräpumppu muodostaa osan laitetta muovimateriaalin käsittelemiseksi, jossa materiaalin pintakerrokseen hajotetaan lisäainetta, kuten väriainetta.

Tähän laitteeseen kuuluu myös väriaineen pumppu-annostus järjestelmä (esitetty kuviossa 5), jolloin poisto-osaan kuuluu suulake (esitetty kuviossa 7), putkisto 40 ja suulakepuristin 41 (kts. kuvio 6). Ruiskutusjärjestelmän, poisto-osan ja hammaspyöräpumpun keskinäinen sijoitus on esitetty yleiskuvana kuviossa 6. Väriaineen ruiskutus-järjestelmään kuuluu väriainesäiliö 50, josta väriainetta pumpataan hydraulisen toimilaitteen 52 käyttämän moottorin 51 avulla syöttöputken 53 kautta oikean- ja vasemmanpuolisiin suihkusyöttöputkiin 54 ja 55. Nämä syöttävät oikean- ja vasemmanpuoleisia injektoreita, joita kuviossa 6 on vastaavasti merkitty viitenumeroilla 71 ja 72. Hydraulinen toimilaite voi käyttää myös apupumppua 56, joka on varustettu ^ omapainetulo- ja jousikuormitetulla poistoventtiilillä ja sijoitettu syöttöputkeen 53 säiliön 50 ja kahden annos-.. tuspumpun 57 ja 58 väliin, jolloin jälkimmäiset sijaitsevat vastaavissa syöttöputkissa 54 ja 55. Syöttöputkeen on sovitettu rivisuodatin 59.

Sulkuhanat 63 ja 64 on järjestetty hydraulinesteen syötön ohjaamiseksi annostuspumppuihin 57 ja 58 ja sulkuhana 66 on järjestetty hydraulinesteen syötön ohjaamiseksi pumppuun 56. Tyhjennysputki 67 on järjestetty syöttöputken :. 53 ja säiliön 50 väliin.

Poisto-osa (kuvio 7) muodostaa virtausputken 75, joka johtaa sisä- ja ulkosuutinosilla 76 ja 77 varustettuun suuttimeen ja on liitetty hammaspyöräpumppuun putkella.

6 77599

Laitetta käytettäessä syötetään suhteellisen suuriviskoosista synteettistä muovimateriaalia hammaspyöräpumppuun suulakepuristimella 41 ja se tulee pumppuun laminaarisena virtauksena. Muovimateriaalin ulkokerroksiin lisätään lisäainetta, tässä tapauksessa suhteellisen pieniviskoosista väriainetta kohdissa 71 ja 72 materiaalin virratessa tulokanavaa 17 pitkin hammaspyöräpumppuun, jolloin virtaus tapahtuu yhdessä muovimateriaalin kanssa.

Yhdistyneet materiaalit saapuvat hammaspyöräpumppuun, jossa ne virtaavat hammaspyörän hampaiden välisiin tiloihin, jotka muodostuvat kunkin parin hammaspyörien pyörimisliikkeestä. Kun hammaspyörät avautuvat kytkennästä, työntyy pienempiviskoosinen materiaali väkisin muodostuneeseen tilaan. Ensimmäistä virtausta seuraa viskoosisemman materiaalin virta, joka levittää ensimmäisen materiaalin hammaspyörä-tilan pohjaan. Hammaspyörätila täyttyy yhdistyneellä materiaalilla ja siirtyy edelleen poistoaukkoon hammaspyörien pyörimisen johdosta. Kun täytetyt hammastilat saavuttavat poistosuuttimen alueen, parin toisen hammaspyörän hampaiden kytkeytyminen aiheuttaa hammastiloissa olevan materiaalin ulostyöntymisen. Aluksi tämä ulostyöntyminen tapahtuu säteittäissuuntaan yksittäisten hammaspyörien pyörimiskes-. kukseen nähden.

Kun kytkeytymisaste kasvaa, säteittäisen virtauksen hammas-' tilasta estää tämän tilan täyttävän hammaspyörän läheisyys.

Hammastilan pienenevä suljettu tilamäärä hammaspyörien kytkeytyessä yhä enemmän toisiinsa suurentaa niitä voimia, jotka vaikuttavat hammastilassa olevaan materiaaliin.

Nyt tapahtuu aksiaalinen virtaus pitkin hammaspyörän pituutta, :: erityisesti pitkin hammastilan pohjaa. Pumpun runko-osaan 16 leikatut kolot 25, 26 ja 27 sekä välilevyt 10 ja 11 vähentävät tämän aksiaalisen virtauksen aiheuttamaa painetta. Erityisesti kolon 27 paikka edistää aksiaalista virtausta hammastiloissa ylöspäin, mikä puolestaan suuntaa väriaineen 11 7 77599 virtauksen ulkokehälle pitkin poistokanavaa 18.

Alimman parin hammaspyörien 6 ja 7 hammastiloista aksiaalisesta ulostyÖntyneen materiaalin virtausrata tapahtuu tunnelin 21 kautta, mikä mahdollistaa väriaineen syötön virtauksen ulkokehälle pitkin poistokanavaa kaukana hammaspyörän hampaista. Etuna läheisyydestä poistokanavan 18 rajoittavaan seinämään on vähemmän viskoosisen toisen materiaalin sijoittaminen viskoosisempaan päämateriaaliin asemassa, jossa materiaalien sisäiset nopeusgradientit ovat suurimmillaan ja tällöin leikkausnopeus on maksimi.

Tämä tekijä parantaa sekoittumisastetta ja homogeenisuutta päämateriaalin ulkokerroksissa lisämateriaalin jakautuessa paremmin. Syöttö tunnelin 21 kautta vaikuttaa noin puoleen materiaaliin, joka virtaa pitkin poistokanavaa 18 ja syöttö kolon 27 kautta vaikuttaa sen toiseen puoleen. Tämä voidaan nähdä tarkemmin kuviosta 8C, Tässä kuviossa "X" tarkoittaa väriaineella lisättyjä alueita. Materiaalin aksiaalinen virtaus (jonka pitäisi olla lähes kokonaan muovimateriaalia) keskiosan hammaspyörien hammastiloissa (hammaspyörä 5 on vain näkyvissä) tapahtuu hampaiden keskeltä kohti kummas-: ' sakin päässä olevia koloja 25 ja 26.

Pumpun tulopuolella oleva kanava 20 estää väriainemöykkyjen kulun murskaamattomassa tilassa hammaspyöräpumpun läpi.

Tämä kanava 20 mahdollistaa sekundääriaineiden pysymisen lähellä tuloputken seinämiä ja työntymisen hammaspyörän hammastilaan kyseisen tilan pohjaan. Tässä asennossa vis-koosisemman materiaalin absorptio toiseen materiaaliin paranee. Ulostyöntyminen pitkin tunnelia 21 esitetyllä tavalla parantaa myös materiaalien jauhautumista ja siten parantaa toisen materiaalin jakautumista ensimmäisen ulko-:V kerroksiin. Tällöin kanava ja tunneli pienentävät vaaraa siitä, että ainemöykky pääsisi kulkemaan hammaspyöräpumpun läpi ja edelleen ne vähentävät toisen materiaalin määrää ensimmäisen muovimateriaalin sisäkerroksissa. Hammaspyörä- 77599 8 pumpun läpi kuljettuaan muovimateriaali ja sen ulkokerroksiin keskittynyt väriaine virtaa ylös poistokanavaa 18 ja virtaus-putken 75 kautta suuttimeen 76, 77, jossa se jakaantuu ja puristuu esimerkiksi suuttimen läpi kulkevan langan ympärille. Kuvion 8 erilliset kirjaimilla varustetut kuvat esittävät poikkileikkauksia materiaalivirrasta kuviossa 6 ja 7 esitetyissä eri pisteissä, jotka on vastaavasti varustettu kirjaimin.

On selvää, että yllä esitetty suoritusmuoto on kuvattu vain esimerkkinä ja monia muutoksia on mahdollista tehdä siihen irtautumatta keksinnön suojapiiristä. Eräs tällainen vaihtoehto on esitetty kuvioissa 3 ja 4, joissa esitetyssä hammaspyöräpumpussa on vain yksi pari hammaspyöriä. Tässä suoritusmuodossa on kuvioiden 1 ja 2 suoritusmuotojen osia vastaaville osille annettu samat viitenumerot sillä erotuksella, että ensimmäisenä numerona on 8.

Claims (10)

1. Laite materiaalin käsittelemiseksi, johon laitteeseen kuuluu hammaspyöräpumppu, elimet materiaalin syöttämiseksi hammaspyö-räpumppuun ja elimet lisäaineen toimittamiseksi materiaaliin, jolloin pumpussa on yksi tai useampia pareja kytkeytyviä hammaspyöriä (4, 5, 6, 7, 86, 87), jotka on sijoitettu pyörivästi runkoon (1, 81), tulokanava (17, 817) hammaspyöriin ja poisto-kanava (18, 818) hammaspyöristä, tunnettu siitä, että runkoon on muodostettu tunneli (21, 821) materiaalin johtamiseksi aksiaalisesta poistoaukosta poistopuolen hammaspyörien kytkeytyvien hampaiden välistä poistokanavan kehälle tämän kanavan hammaspyöristä kaukana olevalle puolelle, ja että runkoon on järjestetty kanava (20, 820) johtamaan hammaspyörän hampaista kaukana olevalta tulokanavan (17, 817) puolelta ja tämän tulokanavan kehältä hammaspyörien (4, 5, 6, 7, 86, 87) tulopuolella olevien hammaspyörien hampaiden aksiaaliseen sisäänmenoaukkoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kytkeytyvien hammaspyörien kunkin parin kaksi hammaspyörää (4, 5, 6, 7, 86, 87) ovat vastaavilla pystysuuntaisesta järjestetyillä, olennaisesti yhdensuuntaisilla akseleilla (2, 3, 82, 83).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että akselit (2, 3, 82, 83) on kiinnitetty pohjalevyyn (15, 815).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että pohjalevy (15, 815) muodostaa osan runkoa (1, 81).

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että pohjalevy (15, 815) rajoittaa tunnelin (21, 821). l0 77599

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että tunneli (21, 821) on V-muotoinen, jolloin sen vastaavat haarat johtavat hammaspyörän hampaista poistokanavaan (18, 818).

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu enemmmän kuin yksi pari hammaspyöriä ja kunkin parin hammaspyörät on erotettu välilevyillä (10, 11) viereisen tai kunkin viereisen parin hammaspyöristä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että kumpikin välilevy (10, 11) on takaleikattu (25, 26. toiselta puolelta lisäaineen virtauksen parantamiseksi aksiaalisesti toiseen suuntaan pitkin hammaspyörien hampaita.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että tunnelin (21, 821) rajoittavaa rungon seinämää vastapäätä olevan rungon seinämä on takaleikattu (27, 827) lisäaineen virtauksen edistämiseksi.

9 77599

10. Menetelmä materiaalin käsittelemiseksi, jossa materiaali syötetään pitkin tulokanavaa pumppuun, lisäainetta lisätään materiaaliin, pumppua käytetään materiaalin siirtämiseksi pumppuun johtavasta tulokanavasta (17, 817) pumpusta lähtevään poistokanavaan (18, 818) samalla hajottaen lisäaine materiaalin pintaan, tunnettu siitä, että materiaali ohjataan aksiaalisesta poistoaukosta pumpun poistopuolella olevista hammaspyöräpumpun hammaspyörien (4, 5, 6, 7, 86, 87) hampaista hammaspyöristä kaukana olevassa poistokanavassa (18, 818) olevan materiaalin kehälle pitkin väylää, joka on erillinen siitä väylästä, jota pitkin suurin osa materiaalia kulkee pumpun läpi, ja että materiaali ohjataan tulokanavan kehältä sen hammaspyörän hampaista kaukana olevalta puolelta hammas- II li 7 7 5 9 9 pyörien hampaiden aksiaaliseen sisäänmenoaukkoon hammaspyörien tulopuolella lisäainemöykkyjen kulun estämiseksi jauhamatto-massa tilassa pumpun läpi. 12 77599