FI88891C - Extrusionsanordning foer skum och foerfarande foer framstaellning av skumplast - Google Patents

Description

1 B8891

Vaahdonpursotuslaite ja menetelmä vaahtomuovin valmistamiseksi Tämä keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdan-5 non mukaista vaahdonpursotuslaitteistoa ja patenttivaatimuksen 7 johdannon mukaista menetelmää vaahtomuovin valmistamiseksi ja erityisesti sellaista menetelmää ja laitteistoa, joka hyödyntää laajaa vaakasuuntaista alipainekammiota .

10 On todettu, että vaahdottuvan muovin pusertaminen alipaineiseen kammioon tuottaa korkealaatuista, pienen tiheyden omaavaa vaahtoa, vastaavanlaista kuin tavaramerkillä FOAMULAR (om. U.C. Industries of Parsippany, New Jersey) myydyt tuotteet. Kyseisen kaltaiset tuotteet tuo-15 tetaan kaupallisesti pursottamalla muovisula kaltevaan barometriseen tukkiin, joka on muodoltaan suurihalkaisi-jainen putki muodostaen alipaineisen kammion. Tämän olennaisen pitkän putken alempi pää ulottuu nestealtaaseen, edullisesti vesialtaaseen. Kun kammio on alipaineinen, 20 vesi imeytyy ainakin osittain altaasta täyttämään kammiota. Vesi toimii kammion tiivistäjänä ja pursotteen jäähdy ttäjänä. Kammion kaltevuus mahdollistaa pursotteen ulos-tuomisen jatkuvana hihnakuljettimen avulla. Esimerkkejä tällaisista järjestelmistä on nähtävissä seuraavista US-25 patenteista: 3 704 083; 4 044 084; 4 199 310; 4 234 529; 4 247 276 ja 4 271 107.

Eräs perusongelma näissä patenteissa kuvatuissa kaltevaan barometriseen tukkiin pohjautuvissa installaatioissa on konstruktion kalleus. Tukin tai kammion pituu-30 desta ja sen kaltevuudesta johtuen suulakepään, jossa pur-sottimet sijaitsevat, täytyy olla huomattavan korkealla ulostulo- tai allaspään yläpuolella. Tällainen korkeusero ei ainoastaan saa aikaan konstruktiivisia vaikeuksia, vaan myös materiaalinkäsittelyn vaikeuksia käytön aikana.

35 2 88891

On tehty yrityksiä käyttää vaakasuoraan ulottuvaa alipainekammiota, mihin liittyen viitataan esim. US-pa-tentteihin 4 487 731 ja 4 486 369. Nähdään, että näillä systeemeillä vältetään nestealtaan tai -kammion käyttö, 5 mutta sen sijaan tarvitaan poistokammio. Pursote täytyy leikata ja/tai pinota kammion sisällä, mikä tekee tällaisen laitteen huollon ja säädön vaikeaksi. Myöskin tuotteen suihkutusjäähdytys voi jäädä riittämättömäksi laajapoik-kipintaisen pursotteen osalta.

10 Muita alipainepaisutuslaitteiden tyyppejä tunnetaan US-patenteista 3 822 331, 1 990 434 ja 2 987 768, mutta nämä ovat ilmeisen epäsopivia jatkuvatoimiseen vaahdon pursotukseen, eritoten laajapoikkipintaiseen pursotukseen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edellä 15 kuvattujen epäkohtien poistaminen. Tähän päästään keksinnön mukaisella laitteella, jolle on tunnusomaista se mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa, ja menetelmällä, jolle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 7 tunnusmerkkiosan tunnusmerkit.

20 On edullista käyttää vaakasuoraa kammiota, joka ei sen enempää tarvitse vesikammiota kuin -tiivistystä, johon pursote olisi ulostuotaessa upotettava.

Vaahdon pursotuslaitteisto ja menetelmä käyttää vaakasuuntaista päädyllä varustettua tyhjökammiota, jonka 25 toisessa päädyssä on pursotussuulake, joka sijaitsee kammion sisäpuolella päädyn ollessa suljettuna.

Kammion vastapäisessä päädyssä on nestepato, edullisesti vesipato, jonka lävitse pursote kulkee kammiosta ulkoilmaan.

30 Sulkuseinä aikaansaa nestealtaan, jonka pinta on kammion sisällä korkeammalla kuin kammion ulkopuolella oleva pinta. Patouman korkeampi pinta muodostuu sulkuvä-lilevyn ja sulkuseinän väliin, joista sulkuseinä muodostaa kammion vastapäisen päädyn. Sulkuseinässä on säädettä-35 vän kokoinen ikkuna, jonka läpi pursote kulkee kuljettimen 3 38891 ohjaamana ulottuen kaltevasii alaspäin altaaseen ja poistuu sulkuseinän ja altaan kautta suurella säteellä ylöspäin kaartavaa kuljettimen osaa. Kammion nestepinnan korkeutta säädetään kierrättämällä nestettä kammion sisäpuo-5 lisen altaan korkeammalta tasolta kammion ulkopuolisen altaan alemmalle tasolle kierrätetyn nestemäärän ollessa kääntäen verrannollinen alipainekammion absoluuttiseen paineeseen. Vaihtoehtoisesti kierrätettävä neste voidaan lämpötilan säätämiseksi johtaa jäähdyttimen läpi. Ikkunan 10 tai poistoaukon koon säätöä voidaan käyttää säätämään nesteen virtausta kammion ulkopuolisen alemman pintakorkeuden osuudesta kammion sisäpuolisen korkeamman pinnankorkeuden osuuteen, etenkin laitteistoa käynnistettäessä.

Edellä esitettyjen ja muiden tavoitteiden toteutta-15 miseksi keksintö sisältää jäljempänä täysin kuvatut ominaisuudet erikoisesti patenttivaatimuksissa osoitettuina, jolloin seuraava kuvaus ja liitteenä olevat piirrokset esittävät yksityiskohtaisesti joitakin keksinnön esimerkinomaisia suoritusmuotoja niiden ilmaistessa kuitenkin 20 vain joitakin niistä tavoista, joilla keksinnön periaatteita voidaan käyttää.

Liitteenä olevissa piirustuksissa kuvio 1 on sivukuva esillä olevan keksinnön kanssa yhtäpitävästä alipainevaahtopursotussysteemistä. Nes-25 teen kierrätys ja pinnansäätö on esitetty kaaviollisesti; kuvio 2 on etunäkymä sulkuseinästä, jossa näkyy muuttuva portti, jonka läpi upotettu pursote kulkee; ja kuvio 3 on jonkin verran suurennettu sivukuva systeemistä välilevyn kohdalla, joka erottaa nestealtaan kak-30 si pintatasoa.

Kuvioon 1 ensin viitaten nähdään laaja pidennetty vaakasuuntaisesti ulottuva alipainekammio 10, jossa on seinämä 11 toisessa päädyssä ja sulkulevy 12 vastakkaisessa päädyssä. Kammio on olennaisesti pitkänomainen, vaa-35 kasuora koko pituudeltaan ja muodoltaan suuriläpimittai- 4 88891 nen putki. Kammio voi olla muodostettu yhdistetyistä ja tiivistetyistä suuriläpimittaisista betoniputkista, jollaisia on esitetty US-patentissa 4 199 310.

Seinämä 11 voidaan sijoittaa pyöräalustalle 14 5 siirreltäväksi kiinni ja erilleen alipainekammion 10 päädystä. Seinämän ulkopuolelle on sijoitettu yksi tai useampia suulakepuristimia 15, kun taas pursotussuulake on seinämän sisäpuolella 16. Myöskin seinämän sisäpuolelle on sijoitettu muotoilutelat, joilla säädetään suulakkeesta 10 ulostulevan pursotteen konfiguraatiota ja muotoa. Lisää yksityiskohtia, kuten muotoilutelojen ulkomuoto ja suulakkeen sekä muotoilutelojen kiinnitystäpä seinämään, löytyy edellisistä US-patenteista 4 234 529; 4 247 276; ja 4 469 652. Milloin tahansa on alipainekammio avattavissa 15 ja suljettavissa siirtämällä seinämää 11 vaakasuuntaan kiinni ja erilleen kammion päästä.

Kammioon melko lähelle seinämää 11 on asetettu sul-kulevy 20, jonka yläreuna 21 ulottuu hieman kammion vaakasuoran keskilinjan yläpuolelle.

20 Kammiosta erilleen sen ulkopuolelle, sulkulevyn 12 jatkeeksi on sijoitettu allasrakennelma 24, joka koostuu sivulaidoista 24 ja 25 sekä päätylaidasta 27. Allasraken-nelman vastapäinen laita 28 on yhdistetty sulkulevyyn 12.

Allasrakennelma yhdessä alipainekammion kanssa muo-25 dostaa säiliötilan nestealtaalle 30, edullisesti vesialtaalle, joka ulottuu sulkulevystä 12 päätylaitaan 27. Kuten esitetään, osa 31 nestemäärästä on alipainekammion 10 ulkopuolella, kun taas osa 32 on alipainekammion sisäpuolella. Nämä osat ovat tietenkin sulkulevyn vastakkaisilla 30 puolilla ja niiden välillä on yhteys sulkulevyssä 12 olevan ikkunan 34 kautta. Sulkulevyyn asennettu pystysuunnassa liikkuva moottorin 37 käyttämä portti 36 säätää ikkunan 34 aukeamaa.

Vaahtopursote 40 lähtee suulakkeelta 16 paisumaan 35 ja muovattavaksi ja kulkee hihnakuljettimen 43 pään tai 5 88891 päätypyörän alle, josta alaspäin suunnattu kuljetin vie pursotteen alipainekammion nestepinnan alapuolelle. Vaah-topursote tietenkin painautuu ylöspäin kuljetinhihnaa vasten ja kuljetinhihnan nopeutta säädetään tarkasti vaahto-5 pursotteen viemiseksi ulos alipainekammiosta. Kuljetin-hihna 43 kulkee ikkunan 34 lävitse ja kaartaa sitten ylöspäin, kuten kohdassa 45 on kuvattu ja päätyy päätypyörälle 46, jota käyttää vaihde 47. Kuljetinhihnan kaarevuuden ei välttämättä tarvitse olla yhdenmukainen, mutta missään 10 tapauksessa kaarevuussäde ei saa olla vähemmän kuin 46 m.

Tässä yhteydessä viitataan US-patentteihin 4 044 084 ja 4 199 310, joissa on selostettu kyseisen kaltaisten kuljettimien käyttöä barometrisissa tukeissa tai alipainekammiossa. Sen jälkeen kun pursote 40 poistuu osa-15 altaasta 31 alipainekammion ulkopuolelle, se luonnollisesti joutuu ilmanpaineeseen ja pursote jatkaa nuolen 48 suuntaan myöhempään leikkaamiseen ja käsittelyyn.

Kun portti 36 on suljetuimmassa asennossaan, se jättää hyvin pienen välin kuljettimeen 43 ja pursotteeseen 20 40 ja toimii karkeana virtauksen säätöventtiilinä vedelle, joka kulkee osasta 31 altaassa 30 kammion ulkopuolella osaan 32 kammion sisällä, varsinkin käynnistettäessä.

Alipainekammion vedenpinnan säätöä varten kammio on varustettu kahdella vesikiertopumpulla 50 ja 51, jotka 25 vetävät veden kammion pohjalta kohdista 52 ja 53 vastaavasti, aivan välilevyn 20 sisäpuolelta. Pumppujen ulostulo kulkee sulkuventtiilin 54 ja 55 vastaavasti kautta ja servo-ohjattujen venttiilien 56 ja 57 vastaavasti kautta. Nämä servoventtiilit ovat pumppujen ulostulolinjoissa 59 30 ja 60 vastaavasti, jotka linjat ulottuvat jäähdytystornin 61 vastaaviin venttiileihin 62 ja 63. Jäähdytystorni voidaan ohittaa sulkemalla venttiilit 62 ja 63 ja ohjaamalla vesi linjoja 64 ja 65 pitkin johtumaan suoraan alipainekammion ulkopuoliseen altaaseen 31. Näissä viimeksi maini-35 tuissa linjoissa voi myös olla vastaavat venttiilit 66 ja 6 88891 67, jotka avataan ja suljetaan vaihtoehtoisesti venttiilien 62 ja 63 kanssa. Jäähdytystornista 61 vesi palaa linjaa 69 pitkin altaaseen 31 alipainekammion ulkopuolelle.

Siis ulostulosulkuventtiilien 54 ja 55 lisäksi kum-5 pikin pumppu on varustettu sisäänmenon ja ulostulon kat-kaisuventtiileillä 72 ja 73, kuten myös painemittarilla 74. Pumppuja voidaan ajaa rinnakkain tai erikseen.

Alipaine aikaansaadaan kammioon 10 yhdellä tai useammalla alipainepumpulla 77. Painetasoa tarkkaillaan pai-10 nesäätimen 78 ohjaamalla ilmanvuodatusventtiilillä 79.

Painesäädin 78 on myös sähköisesti kytketty sekä pinnantasonsäätöön 80 että moottoriin 37, joka säätää sul-kulevyn portin 36 asemaa. Pinnankorkeuden säätäjän kytkentä on asetuspisteen säädön kytkennän osalta kuvattu koh-15 dassa 81.

Pinnankorkeuden säätäjä 80 on kytketty kammion sekä alipaine- että nestepuoleen kohdissa 83 ja 84 merkityillä venttiileillä. Pinnankorkeuden säätäjä taas ohjaa venttii-leitä 56 ja 57 vastaavasti pumpun poistolinjoissa.

2C Alipainekammio juuri välilevyn 20 sisäpuolella on varustettu sumpulla ja tyhjennysaukolla 86, jos vesi sattuu loiskumaan välilevyn yläreunan 21 yli.

Systeemin käytön aikana pumput 50 ja 51 toimivat vetäen vettä osa-altaasta 32 kammion sisältä ja syöttäen 25 veden joko suoraan tai jäähdytystornin kautta osa-altaa seen 31 kammion ulkopuolella tai muuten ulkoilmanpainee-seen. Vesi täten virtaa altaan toisesta päästä toiseen ja kiertää takaisin sulkulevyn 12 säätöikkunan lävitse.

Ennen alipaineen vakiintumista kammiossa, vesipin-30 ta on sulkulevyn molemmin puolin yhtenevällä tasolla. Tässä vaiheessa pumput 50 ja 51 käynnistyvät, mutta pinnankorkeuden säätöventtiilit 56 ja 57 ovat suljetut. Kun alipainekammio on suljettu siirtämällä seinämä 11 vasten kammion päätyä, alipainesäätäjä 78 haluttuun arvoon asetettu-35 na kytkee päälle alipainepumpun 77. Kun alipaine kasvaa i 7 38891 (absoluuttinen paine pienenee) vesi luonnollisesti imeytyy kammion ulkopuolelta sisäpuolelle aiheuttaen kammion sisäpuolisen pinnantason nousun. Tämän prosessin kestäessä pinnansäätäjä alkaa avata pinnansäätöventtiileitä 56 ja 57 5 ja alipainesäätäjä alkaa sulkea porttia 36 moottorilla 37.

Portin 36 säätö rajoittamalla ulosmenoaukon kokoa toimii karkeana virtauksensäätöventtiilinä alipainekammioon siirtyvälle vedelle.

Sekä alipainesäätäjällä 78 että pinnansäätäjällä 80 10 on optimaaliset säädettävät asetuspisteet. Kun alipainesäätäjä 78 saavuttaa asetuspisteensä, se alkaa ylläpitää haluttua alipainetasoa käyttämällä ilmansuodatusventtii-liä 79. Kun pinnansäätäjä 80 saavuttaa asetuspisteensä, se alkaa ohjata pinnansäätöventtiileitä 56 ja 57 ylläpitäen 15 vedenpinnan tason alipainekammion sisällä annetun kapean toleranssin sisällä yksinkertaisesti lisäämällä tai vähentämällä veden virtausta tai kiertoa alipainekammiosta atmosfääriseen allasosaan 31. Kun alipainetaso kasvaa, vedenpinta kammiossa nousee ja vedenpinnan tason pitämiseksi 20 hyväksyttävällä tasolla veden virtaus venttiilien 56 ja 57 kautta myös kasvaa. Systeemin toimiessa alipainesäätäjä asettaa jatkuvasti pinnansäätäjää 80, joka vuorostaan käyttää pinnankorkeusventtiileitä 56 ja 57. Toisin sanoen alipainesäätäjä on isäntä ja pinnansäätäjä on sen orja. 25 Asettamalla jatkuvasti pinnansäätäjää alipainesäätäjä voi ennakoida muutokset vedenpinnan korkeudessa ja siten ylläpitää tarkan pinnankorkeuden kammion sisällä suhteessa alipainetasoon. Kuitenkin portti 36 pysyy normaalisti aloillaan toimien virtauksen karkeasäätönä vain laitteis-30 ton käynnistämisen tai alasajon aikana. Joka tilanteessa koko systeemi sallii vedenpinnan tason kammiossa olla säädettävissä suhteessa kammion alipainetasoon siten eliminoiden tarpeen käyttää pitkää kaltevaa barometristä tukkia. Systeemi voi toimia myös vähemmällä kokonaisvesimää-. 35 rällä.

8 88891 Käsillä olevalla keksinnöllä aikaansaadaan vaah-donpursotuslaite, joka koostuu pitkänomaisesta vaakasuoraan laajentavasta kammiosta, joka on vaakasuora koko pituudeltaan. Kammion toinen pää on varustettu pursotussuu-5 lakkeella, joka muodostaa vaahtopursotteen kammion sisällä ja vastakkainen pää on vesialtaalla varustettu, joka mahdollistaa kammion pitämisen alipaineisena. Vaahtopursote ohjataan altaan läpi ulkoilman paineeseen myöhempää leikkaamista ja käsittelyä varten. Nestepinnan pitämiseksi 10 halutulla tasolla alipaineessa, nestettä kierrätetään alipainekammion korkeammalta pintatasolta kammion ulkopuolelle alemmalle tasolle pursotuksen aikana. Kierrätetty vesimäärä on tietenkin kääntäen verrannollinen alipainekammion absoluuttiseen paineeseen.

15 Vaikka tätä keksintöä esitettäessä ja kuvailtaessa on tarkasteltu joitakin parhaaksi katsottuja kokonaisuuksia, on ilmeistä, että vastaavia muunnelmia ja muutoksia tulee mieleen niille, jotka tutustuvat ja perehtyvät tähän rakenneselvitykseen. Käsiteltävä keksintö pitää si-20 säilään kaikki senkaltaiset muutokset ja muunnelmat ja rajoittuu vain seuraavien patenttivaatimusten puitteisiin.

Claims (10)

1. Vaahdonpursotuslaite, joka käsittää alipainekammion ( 10), kammion toisessa päässä olevan päätyseinämän 5 (11) ja pursotussuulakkeen (16), kammion (10) vastakkai sessa päässä olevan nestealtaan, joka sulkee kammion ja jonka kautta pursote kulkee kammiosta ulos ilmakehän paineeseen, nestealtaan käsittäessä altaan (30), jonka kammion (10) sisäpuolella olevalla osalla on korkeampi pinnan-10 taso (32) ja jonka kammion (10) ulkopuolella olevalla osalla on alempi pinnantaso (31), ja välineet (43) pursot-teen ohjaamiseksi kammion (10) sisäpuolella olevaan korkeamman pinnantason (32) omaavaan altaan osaan, tämän jälkeen nestealtaan läpi ulos ilmakehän paineeseen kammion 15 ulkopuolella olevan alemman pinnantason (31) omaavan altaan osan kautta, tunnettu siitä, että nesteallas käsittää lisäksi välineet (50, 51) nesteen kierrättämiseksi korkeamman pinnantason (32) omaavasta osasta alemman pinnantason (31) omaavaan osaan pursotuksen aikana kor-20 keamman pinnantason säilyttämiseksi kammiossa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaahdonpursotuslaite, tunnettu siitä, että kierrätetty nestemäärä on kääntäen verrannollinen alipainekammion (10) absoluuttiseen paineeseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaahdonpur sotuslaite, tunnettu siitä, että kammio (10) on vaakasuora ja että pursote (40) on sovitettu ohjattavaksi alaspäin kammion sisällä olevaan korkeamman pinnantason (32) omaavaan altaan osaan.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen vaahdon pursotuslaite, tunnettu siitä, että kammion (10) sisälle on sovitettu välilevy (20) ja että kammion (10) päätyyn, suulaketta (16) vastapäätä, on sovitettu sulku-levy (12) korkeamman pinnantason (32) omaavan altaan osan 35 muodostamiseksi kammion sisäpuolelle. 10 8 8 8 91

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vaahdonpursotus-laite, tunnettu siitä, että sulkulevy (12) käsittää altaan pinnantason alapuolelle sovitetun poistoaukon (34) pursotetta (40) varten ja välineet (36,37) poistoau- 5 kon (34) koon säätämiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen vaahdonpursotus-laite, tunnettu siitä, että välineet poistoaukon (34) koon säätämiseksi käsittävät moottorikäytöllä (37) varustetun, sulkulevyn (12) yhteyteen sovitetun portin 10 (36).

7. Menetelmä vaahtomuovin valmistamiseksi, jossa menetelmässä vaahdottuva sula muovi pursotetaan alipainekammioon (10), vaahdotettu pursote (40) siirretään neste-altaaseen (30), joka on osaksi kammion sisäpuolella ja 15 osaksi kammion ulkopuolella, ja ulos kammiosta nesteeltään kautta, ja jolloin nesteen pinnantaso pidetään korkeammalla kammion (10) sisäpuolella kuin kammion ulkopuolella, tunnettu siitä, että kammion (10), johon vaahdotettu pursote (40) syötetään, sisäpuolella olevan nesteal- 20 taan osan pinnantasoa (32) säädetään kierrättämällä nes tettä kammion sisäpuolella olevasta nestealtaan osasta kammion ulkopuolella olevaan nestealtaan osaan.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kierrätetty nestemäärä on kääntäen 25 verrannollinen alipainekammion (10) absoluuttiseen painee seen.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu säätäminen käsittää kierrätyspumpun (50,51) poistojohdossa (59,60) olevan pin- 30 nantasoa säätävän venttiilin (56,57) säätämisen.

9 38891

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnantasoa säätävää venttiiliä (56,57) säädetään pinnantasosäätäjällä (80). il 3 8 8 91