IT8225045A1 - Apparecchio rotativo per la lavorazione di materiali polimeri e plastici - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell?intenzione industriale dal titolo:
APPARECCHIO ROTATIVO PER LA LAVORAZIONE DI MATERIALI POLIMERI E PLAST
R I A S S U N T O
L'invenzione riguarda originali e perfezionati apparecchi rotativi di lavorazione che includono un elemento ruotabile che porta una pluralit? di canali anulari ed un elemento stazionario che fornisce una superficie di chiusura coassiale disposta operativamente coni canali per fornire passaggi di lavorazione racchiusi. La pluralit? cos? formata di passaggi di lavorazione fornisce uno stadio di lavorazione altamente efficiente particolarmente per fondere materiale polimero. Ciascun passaggio di lavorazione dello stadio di lavorazione include mezzi di entrata, mezzi di uscita ed un organo di bloccaggio di canale associato con l'elemento stazionario e disposto ed adattato in modo tale che il materiale alimentato all'entrata pu? essere portato avanti dalle pareti del canale ruotabile fino all'organo di bloccaggio per lo scarico dal passaggio.
Negli apparecchi rotativi di lavorazione della presente invenzione l'interstizio tra la superficie rotante che porta i canali e la superficie coassiale stazionaria di chiusura ? relativamente largo e permette che quantit? sostanziali di materiale vengano scambiate tra i passaggi dello stadio di lavorazione. L'interscambio fornisce un mescolamento particolarmente efficace ed intenso per il materiale lavorato nello stadio. Inoltre il materiale scambiato che passa attraverso l'interstizio relativamente largo pu? essere sottoposto a condizioni di elevato taglio ed elevate temperature.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda gli apparecchi di lavorazione e pi? particolarmente la presente invenzione riguarda apparecchi rotativi di lavorazione particolarmente utili per lavorare materiali polimeri e plastici.
Gli apparecchi rotativi di lavorazione sono noti nella tecnica. Dettagli relativi a tali apparecchi sono descritti nei brevetti U.S.A. N? 4.142.805, 4.194.841, 4.207.004, 4.213.709, 4.227.816, 4.255.059, 4.289.319 e 4.300.842.
Gli ?lementi essenziali del passaggio di lavorazione individuale di base degli apparecchi di lavorazione rotativi descritti nei suddetti brevetti comprendono un elemento ruotabile che porta almeno un canale di lavorazione ed un elemento stazionario che fornisce una superficie coassiale di chiusura disposta operativamente per formare con il canale un passaggio "di lavorazione racchiuso. L'elemento stazionario ha un'entrata per alim?ntare materiale del passaggio ed una uscita per lo scarico del materiale dal passaggio. Un organo che fornisce una superficie di parete di testa di bloccaggio del materiale e di raccolta del materiale ? anche associato con l'elemento stazionario e disposto vicino all'uscita ed ? atto a bloccare il movimento del materiale alimentato al passaggio ed agire assieme con le pareti del canale in movimenta per stabilire un movimento reciproco tra il materiale bloccato e le pareti del canale in movimento. Questa azione comune permette che il materiale in contatto con le pareti in movimento venga spinto in avanti verso la superficie della parete di testa per la raccolta e/o la lavorazione controllata e/o lo scarico.
Come descritto nei suddetti brevetti, i passaggi di lavorazione presentano una capacit? di lavorazione di polimero altamente versatile. I passaggi sono adattabili per realizzare efficacemente tali operazioni di lavorazione di polimero come la fusione, il mescolamento, la pressurizzazione, il pompaggio, la devolatilizzazione e l'omogeneizzazione tra le altre nonch? l'aggiunta di ingredienti a -i prelievo di ingredienti dai materiali che vengono lavorati nel passaggi.
La presente invenzione ? diretta agli apparecchi rotativi di lavorazione aventi un'originale e perfezionata progettazione che fornisce vantaggi speciali nelle operazioni di lavorazione di polimeri in termini di efficacia, qualit? di prodotto e caratteristiche generali di prestazioni della lavorazione.
Gli apparecchi rotativi di lavorazione della presente invenzione comprendono un elemento ruotabile portante una pluralit? di canali anulari ed un elemento stazionario che fornisce una superficie coassiale di chiusura disposta operativamente con i canali in modo da fornire passaggi di lavorazione racchiusi. I passaggi di lavorazione cos? formati sono atti a fornire una pluralit? di passaggi che forniscono uno stadio di lavorazione che pub essere interconnesso ad un altro stadio di lavorazione che include passaggi formati con altri canali portati dal rotore.
Ciascun passaggio di lavorazione dello stadio di lavorazione include mezzi di entrata, mezzi di uscita ed un organo di bloccaggio di canale associato con l'elemento stazionario e disposto ed adattato in modo tale che il materiale alimentato all'entrata pu? essere portato avanti dalle pareti del canale ruotabile fino all'organo di bloccaggio per lo scarico dal passaggio.
La caratteristica distintiva importante di progettazione degli stadi di lavorazione degli apparecchi rotativi di lavorazione della presente invenzione comporta l'interstizio tra la superficie rotante che porta i canali dei passaggi di lavorazione dello stadio di lavorazione e la superficie stazionaria coassiale di chiusura. In conformit? con la presente invenzione, l'interstizio ? relativamente largo ed ? atto a permettere che quantit? sostanziali di materiale vengano scambiate tra i passaggi dello stadio di lavorazione. Il materiale scambiato tra i passaggi attraverso l'interstio relativamente ampio pu? essere fuso, non fuso o parzialmente fuso ed il materiale viene scambiato sostanzialmente su tutte le parti della circonferenza del passaggio durante la rotazione. L'interscambio fornisce un mescolamento particolarmente efficace ed intensivo per il materiale che viene lavorato nello stadio. Inoltre il materiale scambiato viene fatto passare attraverso una regione dell'apparecchio di lavorazione atta a generare condizioni di elevato taglio ed elevate temperature per una lavorazione efficace del materiale scambiato. L'utilizzazione efficace di questa regione aumenta l'area superficiale complessiva di lavorazione dell'apparecchio di lavorazione e fornisce uno stadio di lavorazione di efficacia complessiva altamente migliorata.
Un'altra caratteristica di progettazione importante degli stadi di lavorazione dell'apparecchio rotativo perfezionato della presente invenzione comporta la previsione di un originale canale di raccolta del materiale di perdita disposto e adattato per controllare efficacemente la perdita esterna di materiale dall'apparecchio di lavorazione ed anche per migliorare la qualit? del materiale lavorato.
Dettagli relativi agli originali apparecchi rotativi dilavorazione della presente invenzione nonch? ai vantaggi derivati da tali apparecchi verranno pi? completamente apprezzati dalla descrizione dettagliata delle forme di realizzazione preferite presa assieme con i disegni annessi.
La presente invenzione verr? descritta in relazione ai disegni annessi in cui: la Fig. 1 ? una vista in sezione trasversale di un apparecchio di lavorazione rotativo includente l'originale e perfezionato stadio di lavorazione della presente invenzione;
la Fig. 2 ? una vista in sezione trasversale semplificata dell'apparecchio di lavorazione rotativo illustrato in Fig. 1, eseguita lungo la linea 2-2 della Fig. 1;
la Fig. 3 ? una vista semplificata in sezione trasversale di un passaggio dell'apparecchio rotativo di lavorazione della Fig. 1, eseguita lungo la linea 3-3 della Fig. 1;
la Fig. 4 ? una vista semplificata in sezione trasversale di un canale di raccolta dell'apparecchio rotativo di lavorazione illustrato in Fig..l, eseguita lungo la linea 4-4 della Fig. 1;
la Fig. 5 ? una vista schematica semplificata del collegamento reciproco del canale di raccolta della Fig. 4 di un passaggio di stadio di lavorazione per mezzo di una scanalatura di trasferimento di materiale, con frecce che indicano la direzione di flusso del materiale dal canale al passaggio;
la Fig. 6 ? una vista in sezione trasversale di una sezione di rotore tra i passaggi dello ;stadio di lavorazione della Fig. 1 e illustra una forma di realizzazione della presente invenzione in cui il rotore porta un canale di raccolta del materiale di interscambio;
la Fig. 7 ? una vista semplificata in sezione trasversale della forma di realizzazione dell'invenzione mostrata in Fig. 6 ed eseguita lungo la linea 7-7 della Fig. 6;
la Fig. 8 ? una vista schematica semplificata del collegamento reciproco del canale di raccolta della Fig. 6 con un passaggio di stadio di lavorazione per mezzo di una scanalatura di trasferimento di materiale con le frecce che indicano la direzione di flusso del materiale dal canale al passaggio;
la Fig. 9 ? una vista in sezione trasversale di un apparecchio di lavorazione rotativo a molti stadi mostrante una disposizione di passaggi di lavorazione che fornisce uno stadio di lavorazione della presente invenzione, un secondo stadio di lavorazione ed un terzo stadio di lavorazione;
la Fig. 10 ? una vista prospettica dell'apparecchio di lavorazione rotativo a molto stadi della Fig. 9, che ? parzialmente in sezione con parti asportate;
la Fig. 11 ? una vista semplificata in sezione trasversale dell'apparecchio rotativo di lavorazione a molti stadi della Fig. 10, eseguita lungo la linea 11-11 della Fig. 10;
la Fig. 12 ? una vista semplificata in sezione trasversale dell'apparecchio di lavorazione rotativo della Fig. 9, eseguita lungo la linea 12'--12' della Fig. 9;
la Fig. 13 ? una vista semplificata in sezione trasversale dell'apparecchio di lavorazione rotativo della Fig. 9 eseguita lungo la linea 13-13 della Fig. 9; la Fig. 14 ? una vista semplificata schematica del collegamento reciproco dei passaggi di lavorazione dell'apparecchio di lavorazione rotativo a molti stadi della Fig. 9 per mezzo delle scanalature di trasferimento del materiale con le frecce che indicano la direzione di flusso del materiale da un pass?ggio di lavorazione ad un altro;
la Fig. 15 ? una vista semplificata in sezione trasversale dell'apparecchio di lavorazione rotativo della Fig. 9, eseguita lungo la linea 15-15 della Fig. 9; e la Fig. 16 ? una vista semplificata in sezione trasversale dell'apparecchio di lavorazione rotativo della Fig. 9 eseguita lungo la linea 16-16 della Fig. 9.
L'originale progettazione degli apparecchi rotativi di lavorazione della presente invenzione viene mostrata nella sua forma piu ampia nelle Figg. 1, 2 e 3.
Riferendosi dapprima alla Fig. 1, gli originali apparecchi rotativi di lavorazione della presente invenzione includono un elemento rotabile comprendente un rotore 12 montato su un albero di comando 14 per la rotazione entro un elemento stazionario comprendente una carcassa 16. Il rotore 12 porta una pluralit? di canali di lavorazione 21,23,25 e 27 ciascuno avente pareti laterali opposte che si estendono verso l'interno dalla superficie 20 del rotore. Mezzi per far ruotare il rotore 12 vengono mostrati semplicemente come M (Fig. 1) poich? tali mezzi sono di qualsiasi tipo adatto comunemente impiegato per far ruotare estrusori o simili apparecchi di lavorazione di polimeri e sono ben noti alle persone espertei nella tecnica. La carcassa 16 dell'elemento stazionaria fornisce una superficie coassiale di chiusura 38 disposta in modo cooperativo con la superficie 2Q del rotore 12 per formare con i canali 21, 23, 25 e 27 passaggi dilavorazione racchiusi rispettivamente 22, 24, 26 e 28. I passaggi di lavorazione 22, 24, 26 e 28 forniscono lo stadio di lavorazione per gli apparecchi rotativi di lavorazione della presente invenzione e lo stadio di lavorazione ? particolarmente adattabile per la lavorazione di fusione di materiali polimeri.
Riferendosi ora alla Fig. 3, materiale quale materiale polimero plastificato o non plastificato viene opportunamente alimentata allo stadio di lavorazione (fusione) degli apparecchi rotativi di lavorazione della presente invenzione da una tramoggia (non mostrata) che comunica con l'entrata 42. Come mostrato in Fig. 3, la superficie coassiale 38 della carcassa 16 ? cilindrica sulla maggior parte della sua estensione, ma ? preferibilmente dotata di sottosquadri 44 che si estendono preferibilmente sulle parti dei canali 21, 23, 25 e 27 e sull'entrata adiacente 42. I sottosquadri 44 hanno una larghezza tale che le loro pareti laterali 46 si estendono sopra le parti cilindriche 20 del rotore 12 per formare camere di ingresso atte ad aiutare l'alimentazione dei solidi polimeri in ciascun passaggio del primo stadio.
Nel funzionamento il materiale viene fornito per gravit? o per alimentazione forzata all'apparecchio di lavorazione attraverso l'entrata 42 e viene spinto dai sottosquadri 44 nei canali 21, 23, 23 e 27. La situazione viene mostrata in Fig. 3, che illustra il passaggio 24 dello stadio di fusione che ha le stesse dimensioni e disposizione degli elementi strutturali come gli altri passaggi di fusione 22, 26 e 28. Ciascun passaggio dello stadio di fusione include un organo 4B di bloccaggio di canale disposto vicino all'uscita 50. Le uscite 50 di ciascun passaggio sono preferibilmente distanziate dall'entrata 42 per una parte principale della distanza circonferenziale attorno al passaggio.
Come mostrato (Fig. 1, 2 e 3), ciascun organo di bloccaggio 48 fornisce una superficie di parete di testa 52 di bloccaggio del materiale per ciascun passaggio dello stadio di fusione. Di conseguenza nel funzionamento, il movimento del corpo principale del materiale alimentato a ciascun passaggio dello stadio di fusione viene bloccato e si stabilisce un movimento reciproco tra le pareti del canale in movimento ed il materiale bloccato. Il movimento reciproco cos? stabilit? genera calore di attrito in corrispondenza delle pareti in movimento ed entro il corpo del materiale. Inoltre le pareti del canale in corrispondenza dei passaggi dello stadio di fusione, e preferibilmente tutte le pareti di canale dell'apparecchio di lavorazione, sono normalmente riscaldate per esempio da un fluido di trasferimento di calore fornito in maniera nota alle camere 6 (Fig. 1). Dettagli relativi ad opportuni mezzi di riscaldamento possono essere trovati nei brevetti U.S.A. di riferimento N? 4.142.805 e 4.194.841.
Normalmente l'azione delle pareti di canale nello spingere il materiale in av/anti accumula progressivamente pressione attorno al passaggioe la pressione massima in ciascuno dei passaggi di fusione viene generalmente raggiunta in corrispondenza della superficie 52 dell'organo di bloccaggio 48. La superficie 52 ? sagomata e dimensionata o altrimenti adattata a raccogliere il materiale per lo scarico dal passaggio attraverso l'uscita 50.
Mezzi per controllare lo scarico di materiale sono disposti per la comunicazione con l'uscita od uscite 50. I mezzi di controllo dello scarico sono atti a controllare il regime di scarico e/o la pressione di scarico per coordinare il regime e/o la pressione con l'area superficiale di lavorazione ed il regime di rotazione e le propriet? del materiale che viene lavorata per sviluppare una pressione di scarico e per fornire il grado desiderato di lavorazione (fusione) del materiale. Opportuni mezzi di controllo di scarico possono includere la dimensione dell'apertura di uscita 50 o una valvola di strozzamento od ugello o matrice di estrusione atta a scaricare il materiale dall'uscita ad un regime di scarico e/o una pressione di scarico desiderati.
Nella descrizione finora effettuata, la fusione viene ottenuta da un'area superficiale di lavorazione e di fusione principalmente definita dalle pareti di canale. Tuttavia in conformit? con la presente invenzione, si ottiene un'efficacia migliorata complessiva di fusione utilizzando efficacemente l'area superficiale ulteriore di elementi dello stadio di lavorazione per mescolare e fondere il materiale lavorato. L'efficacia migliorata complessiva di mescolamento e fusione viene fornita regolando selettivamente l'interstizio tra le superfici 20 del rotore tra i canali 21,23,25,27 e le parti della superficie 38 disposte con queste superfici per fornire uno stadio di lavorazione particolarmente efficace che fornisce caratt?ristiche migliorate complessive di prestazioni di fusione.
Come si vede meglio in Fig. 1, l'interstizio 130 tra la superficie 20 del rotore 12 e la superficie 38 dell'elemento 16 ? relativamente largo particolarmente in confronto all'interstizio 132 che ? formato tra le superfici di testa 20 del rotore 12 e la superficie 38. Per esempio in un apparecchio di lavorazione rotativo di tipo rappresentativo includente uno stadio di fusione secondo la presente invenzione, l'interstizio 130 pu? essere circa 0,64 cm o pi? mentre l'interstizio 132 pu? essere dell'ordine da circa 0,03 cm a circa 0,06 cm.
Un interstizio 130 relativamente largo tra la superficie di chiusura stazionaria 38 e la superficie 20 del rotore 12 che porta i canali dello stadio di fusione ? una caratteristica distintiva della presente invenzione e fornisce due vantaggi speciali. L'ampio interstizio ? atto a fornire un mescolamento particolarmente efficace di materiale facendo si che quantit? sostanziali di materiale vengano scambiate tra i passaggi dello stadio di fusione. L'interscambio crea un'azione di mescolamento intensiva che viene illustrata in Fig. 2 ove le frecce indicato il tipo di flusso che pu? verificarsi in momenti differenti per fornire l'interscambio di materiale tra i passaggi dello stadio di fusione. Come mostrato vi ? un interscambio forzato di un largo volume di materiale verso e a partire dai passaggi dello stadio di fusione sopra le superfici 20 tra i canali 21,23, 25 e 27.
In aggiunta a fornire un mescolamento intensivo per il materiale lavorato, gli ampi interstizi forniscono ulteriori superfici di lavorazione altamente efficaci per lavorare gli stadi della presente invenzione. Nelle condizioni di interscambio, gli interstizi.130 diventano regioni ove le condizioni di elevato taglio ed elevato calore di attrito vengono generate in modo da fornire condizioni di fusione massimizzate per il materiale scambiato. Il materiale scambiato tra i passaggi di fusione attraverso l'interstizio 130 pu? essere fuso, non fuso o parzialmente fuso e l'interscambio si verifica sostanzialmente su tutte le parti della circonferenza di ciascun passaggio di stadio di fusione rotante. Di conseguenza gli apparecchi rotativi di lavorazione includenti stadi di fusione perfezionati secondo la presente invenzione forniscono un'area superficiale di lavorazione di fusione sostanzialmente aumentata atta a lavorare materiali polimeri in condizioni di fusione massimizzate.
In passato, si evitavano interstizi relativamente ampi tra la superficie o superfici 20 del rotore e la superficie di chiusura 38. L'evitamento era stato condizionato dal potenziale di perdita esterna che come descritto neibrevetti U.5.A. sopra citati ? un problema potenziale negli apparecchi rotativi di lavorazione. Normalmente vengono impiegate guarnizioni di tenuta, particolarmente le guarnizioni di tenuta descritte nel brevetto U.S.A. sopra riferito N? 4.300.842, per ridurre efficacemente e controllare la perdita esterna attraverso interstizi relativamente stretti 132 tra il rotore e le superfici di testa della carcassa. Tuttavia l'uso di interstizi relativamente larghi tra il rotore e la carcassa presenta problemi in termini di progettazione, di costo ed efficacia delle tenute per controllare la perdita esterna. Gli stati di fusione della presente invenzione . forniscono una caratteristica speciale atta a ridurre efficacemente e controllare la perdita esterna in una maniera relativamente semplice ma altamente efficace. Questa caratteristica speciale ? un perfezionamento importante che permette l'utilizzazione effettiva di interstizi relativamente ampi per fornire un mescolamento intensivo nonch? un aumento sostanziale in un'area superficiale di lavorazione altamente efficace per stadi di fusione della presente invenzione.
Come mostrato nelle figg. 1, 2 e 4, un canale 140 di raccolta del materiale di 'perdita ? posizionato a ciascuna superficie di testa 20 del rotore 12 adiacente ai passaggi 22 e 28. I canali di raccolta 140 hanno pareti 142 e 144. Ad una estremit? del rotore 12 la parete 142 del canale 140 comunica con la superficie 20 che si estende tra il canale 21 ed il canale 140. All'altra estremit? il canale 140 comunica con la superficie 20 che si estende tra il canale 27 ed il canale 140. Ad entrambe le estremit? del rotore 12, la parete 144 del canale 140 si estende verso l'alto al di sopra dell'altezza della parete 142 e termina in corrispondenza delle superfici di testa 20 del rotore 12 che forniscono l'interstizio 132 tra le superfici 20 e 38. Come mostrato (Fig. 1), le guarnizioni di tenuta 133 preferibilmente del tipo descritto nel brevetto U.S.A. sopra riferito N? 4.300.842 sono portate dalla superficie 20 all'interstizio di tenuta 132. Nella disposizione e progettazione illustrata, il materiale proveniente dai passaggi 22 e 28 che passa sopra le superfici 20 adiacente ai canali 140 verr? raccolto dai canali 140 prima che il materiale raggiunta la regione di interstizio 132. I canali di raccolta preferiti 140 sono relativamente stretti e sono atti afornire un pompaggio efficace per qualsiasi materiale raccolto attorno alla circonferenza del canale.
Come mostrato in Fig. 4, il materiale raccolto nel canale 140 viene spinto in avanti dalle pareti in movimento 142 e 144 verso la superficie di parete di testa 146 di bloccaggio del materiale dell'organo di bloccaggio 148. Come menzionato la geometria del canale 140 viene scelta in modo tale che a qualsiasi data velocit? del rotore, il materiale raccolto viene efficacemente pompato o spinto in avanti all'organo di bloccaggio 148. Il materiale raccolto nel canale 140 ? bloccato alla superficie 146 e viene scaricato dal canale attraverso un'uscita del canale di raccolta. L'uscita del canale di raccolta pu? essere atta a scaricare il materiale dal canale di raccolta 140 direttamente dall'apparecchio di lavorazione oppure il materiale del canale di raccolta pu? essere trasferito ad un passaggio di lavorazione quale un passaggio di lavorazione adiacenteper lo scarico dal passaggio o per il riciclaggio con materiale nel passaggio di lavorazione.
Una disposizione preferita per scaricare materiale dal canale 140 viene mostrata in Fig. 5 ove il materiale raccolto in corrispondenza della superficie 146 viene scaricato dai canali 140 attraverso le scanalature 130 di trasferimento del materiale del canale di raccolta. La scanalatura di trasferimento 140 ? formata nella superficie coassiale 38 adiacente alle superfici 146. Le estremit? aperte delle scanalature 150 sono disposte per ricevere materiale raccolto in corrispondenza delle superfici 146 e per convogliare il materiale ricevuto sopra le superfici 20 per lo scarico alla regione di entrata dei passaggi adiacenti 22 o 28. Come si vede meglio in Fig. 5, l'estremit? aperta della scanalatura di trasferimento 150 si estende parallela all'asse del rotore 12 nella regione del canale 140 a monte della superficie 146 e quindi si estende trasversalmente all'asse del rotore 12 attraverso la superficie 20 e quindi parallela all'asse del rotore 12 nella regione del canale 21 (o 27) a valle dell'organo di bloccaggio 48. Quando cos? disposta, la scanalatura di trasferimento 150 fornisce un'uscita per scaricare il materiale raccolto in corrispondenza della superficie 146 ed un'entrata per fornire il materiale raccolto alla regione di entrata a bassa pressione del passaggio 22 (o 28).
Dalla descrizione di cui sopra, si vedr? che gli originali stadi di fusione della presente invenzione possono fornire ulteriori aree superficiali di lavorazione che forniscono un'efficacia di fusione speciale. L'aumento viene ottenuto mediante una progettazione che fornisce interstizi relativamente larghi 130 che permettono al materiale di passare liberamente sopra la superficie 20 tra ciascun passaggio di fusione e sopra le superfici 20 nelle regioni di testa della parte di rotore che porta i passaggi di fusione. Sono previsti canali di raccolta che sono progettati, disposti ed adattati a raccogliere materiale che passa attraverso gli interstizi 130 vicino alle regioni di testa del rotore 12. I canali raccolgono e rimuovono il materiale dalle regioni di testa e pompano rapidamente il materiale raccolto alla superficie di parete di testa 146 ove il materiale raccolto viene trasferito all'entrata 42 dei passaggi di testa 22 e 28. Di conseguenza i canali di raccolta riducono e controllato efficacemente il potenziale di perdita esterna di materiale raccogliendo e rimuovendo continuamente il materiale dalle regioni di testa del rotore ad un regime che impedisce efficacemente che il materiale raccolto raggiunta l'interstizio esterno 132.
In aggiunta al controllo efficace della perdita esterna, i canali di raccolta contribuiscono anche a migliorare l'efficacia di fusione complessiva degli stadi di fusione della presente invenzione. Nel funzionamento descritto dei canali di raccolta, il materiale raccolto ? atto ad essere riciclato alle entrate dei passaggi di testa 22 e 28 ove il materiale fuso pu? essere mescolato con materiale non fuso o parzialmente fuso. Questo mescolamento o fusione del materiale fuso o raccolto ? riciclato con materiale non fuso o parzialmente fuso in corrispondenza dell'entrata contribuisce ad una migliorata efficacia complessiva di fusione. L'efficacia di fusione migliorata ? un risultato del materiale fuso viscosa che penetra tra il materiale non fuso o parzialmente fuso e la deformazione accelerata dei materiali non fusi o parzialmente fusi.
Le Figg. 6, 7 ed 8 illustrano un altro aspetto della presente invenzione in cui un canale di raccolta del materiale ? disposto sulla superficie 20 tra passaggi di fusione adiacenti. Come mostrato in Fig.6, il canale di raccolta di materiale 160 avente pareti 162 e 164 ? portato dalla superficie 20 tra i passaggi 26 e 28. Ulteriori canali di raccolta 160 possono essere portati dalle superfici 20 tra gli altri passaggi dello stadiodi lavorazione e di fusione. Come i canali 140, il canale 160 ? atto afornire un pompaggio efficace per il materiale raccolto ed ? di una geometria capace di effettuare efficacemente questa funzione. Come illustrato il materiale scambiato tra i passaggi 26 e 28 attraverso l'interstizio 130 viene raccolta nel canale 160 e rapidamente spinto in avanti alla superficie di parete di testa 134 di bloccaggio del materiale dell'organo 156 (Fig. 7). Il materiale bloccato in corrispondenza della superficie 154 viene scaricato dal canale 160 attraverso un'opportuna uscita, l?uscita per il canale 160 pu? essere disposta in modo tale che il materiale pu? essere scaricato direttamente dall'apparecchio di lavorazione oppure l'uscita pu? essere atta a trasferire il materiale ad un passaggio di fusione per la scarico dal passaggio o per il riciclaggio con il materiale lavorato nelpassaggio. Come mostrato in Fig. 8, il materiale raccolto in corrispondenza della superficie 154 viene preferibilmente fornito alla scanalatura di trasferimento 158 per trasferirlo ad un passaggio adiacente.
La scanalatura di trasferimento 158 ? formata nella superficie coassiale 38 adiacente alla superficie 154. L'estremit? aperta della scanalatura 158 ? disposta per ricevere il materiale bloccato e raccolto in corrispondenza della superficie 154 e per convogliare il materiale ricevuto sulla superficie 20 per lo scarico alla regione di entrata del passaggio 28. Come meglio mostrato in Fig. 8, l?estremit? aperta della scanalatura 158 si estende parallela all'asse del rotore 12 nella regione del canale 160 a monte della sup?rficie 154 e quindi si estende trasversalmente all'asse del rotore 12 attraverso la superficie 20 e quindi parallelamente all'asse del rotore 12 attraverso la regione del passaggio adiacente 20 a valle dell'organo di bloccaggio 48. La disposizione del canale di raccolta del materiale sulla superficie 20 tra passaggi di fusione adiacenti riduce il tempo di permanenza per il materiale nell'interstizio 130 e fornisce un mescolamento pi? intenso per il materiale fatto passare attraverso l'interstizio 130.
Le Figg.9-16 illustra un apparecchio di lavorazione rotativo a molti stadi particolarmente preferito che usa l?originale e perfezionato stadio di fusione della presente invenzione. Come mostrato in Fig. 9, il rotore 212 porta una pluralit? di passaggi di lavorazione che sono atti a fornire un primo, un secondo ed un terzo stadio di lavorazione. I passaggi di lavorazione 222, 224, 226 e 228 formati con i canali 221, 223, 225 e 227 rispettivamente forniscono il primo stadio che ? uno stadio di fusione della presente invenzione. Il secondo stadio include sezioni interna ed esterna con il passaggio*230 formato con il canale 229 che fornisce la sezione interna mentre il passaggio 234 formato con il canale 233 fornisce la sezione esterna. Il terzo stadio ? fornito dal passaggio 232 formato con il canale 231 ed ? posizionato tra le sezioni interna ed esterna del secondo stadio e le separa. Come verr? spiegato in dettaglio appresso, gli stadi sono collegati reciprocamente dalle scanalature di trasferimento del materiale formate nella superficie 238 ? disposta in modo tale che il materiale lavorato in uno stadio pu? essere trasferito ad un altro. Allo scopo di illustrare una forma di realizzazione particolarmente preferita della presente invenzione, il primo stadio dell'apparecchio di lavorazione rotativoa molti stadiillustrato comporta uno stadio di fusione della presente invenzione, il secondo stadio ? progettato per mescolare il materiale lavorato nello stadio di fusione ed il ter--zo stadio ? progettato per pressurizzare e scaricare il materiale lavorato nel secondo stadio'dall'apparecchio di lavorazione. ;Nell'apparecchio di lavorazione illustrato, la superficie 220 portante i canali deipassaggi di fusione ? distanziata dalla superficie 238 dall'interstizio 272 che negli stadi di fusione degli apparecchi di lavorazione della presente invenzione ? di circa 0,64 cm o pi?. Inoltre un canale di raccolta 280 avente pareti 2B2 e 284 ? disposto sulla superficie 220 adiacente al passaggio 222. Un organo di bloccaggio 286 (Fig. 11) che fornisce la superficie di.bloccaggio 288 ? disposto con l'elemento stazionario per estendersi radialmente nel canale di raccolta 280. ;Nel funzionamento il materiale viene fornito all'apparecchio di lavorazione attraverso l'entrata 242 e viene forzato dai sottosquadri 244 nei canali 221, 223, 225 e 227. La situazione viene mostrata nelle Figg. 9, 10, 11 e 12. La Fig.10 illustra una sezione del rotore 212 che porta i passaggi 222, 224, 226, 228 dello stadio di fusione e il primo passaggio 230 della sezione interna del secondo stadio. La Fig. 12 illustra il passaggio 228 dello stadio di fusione formato con il canale 227 ed ha le stesse dimensioni e disposizione degli elementi strutturali degli altri passaggi di stadio di fusione 222, 224 e 226. Ciascun passaggio dello stadio di fusione include un organo 248 di bloccaggio di canale atto a comunicare con ciascun passaggio dello stadio di fusione. L'organo di bloccaggio 286 (Figg. 10 ed 11) ? anche disposto vicino alla scanalatura di trasferimento 250 per fornire il materiale bloccato e raccolto in corrispondenza della superficie 288 alla scanalatura 250. La scanalatura di trasferimento 250 ? preferibilmente distanziata dall'entrata 242 per una parte principale della distanza circonferenziale attorno ai passaggi di lavorazione. ;Come mostrato (Figg. 10, 11 e 12), ciascun organo di bloccaggio 248 fornisce una superficie di parete di testa 252 di raccolta e bloccaggio del materiale per ciascun passaggio dello stadio di fusione. DI conseguenza l'operazione di fusione nello stadio di fusione ? sostanzialmente come descritto in precedenza rispetto all'apparecchio di lavorazione a stadio singolo delle Figg.1-8. L'area superficiale di lavorazione per la fusione include l'area definita dalle pareti laterali di canale nel generare il movimento reciproco nonch? l'area fornita dalle superfici 220 e 238 in corrispondenza degli interstizi 272 e lo stadio di fusione fornisce una fusione efficace ed un mescolamento intenso per il materiale lavorato nello stadio di fusione. ;Organi di blocaggio particolarmente preferiti dei passaggi dello stadio di fusione della presente invenzione hanno una superficie di bloccaggio del materiale separata da una superficie di raccolta del materiale per un prolungamento avente latiche forniscono uno spazio di pozzetto di fusione con le pareti del canale. ;Il materiale lavorato nello stadio di fusione viene scaricato da ciascun passaggio ed'il materiale raccolto nel canale di raccolta 280 viene anch'esso scaricato attraverso la scanalatura 250 di trasferimento del materiale (Figg. 10 ed 11). La scanalatura di trasferimento 250 ? formata nella superficie coassiale 238 adiacente alla superficie 252 dell'organo di bloccaggio 248 e a monte di essa. La scanalatura di trasferimento 250 si estende parallela all'asse del rotore 212 con l'estremit? aperta della scanalatura 250 disposta in modo da ricevere il materiale lavorato raccolto in corrispondenza della superficie 288 ed in corrispondenza della superficie 252 di ciascun passaggio e a convogliare il materiale ricevuto sopra le superfici di rotore 220 tra il canale di raccolta 280 ed il canale 221 e tra i canali 223, 225 e 227 per lo scarico al passaggio di lavorazione 230 di secando stadio della sezione interna. Come mostrato nelle Figg. 10 ed 11, la parte terminale pi? esterna della scanalatura 250 fornisce un'entrata per il passaggio 230. ;Lo stadio di Fusione illustrato nelle Figg. 9, 10 ed 11 ha quattro passaggi di lavorazione di forma e dimensioni sostanzialmente identiche. Pi? o meno passaggi possono essere usati e possono anche essere,usati passaggi dello stadio di lavorazione di fusione che differiscono in sagoma, dimensioni e geometria dagli altri passaggi dello stadio di fusione nella pratica della presente invenzione. ;Il secondo stadio di lavorazione dell'apparecchio di lavorazione a molti stadiillustrato include sezioni interna ed esterna separate da almeno un passaggio di lavorazione del terzo stadio. Come mostrato inFig. 9, il passaggio 230 fornisce la'sezione interna del secondo stadia mentre il passaggio 234 fornisce la sezione esterna. Come mostrato nelle Figg. 9, 10 ed 11, un canale di raccolta non ? disposto sulla superficie 220 tra il passaggio di fusione 228 ed il passaggio di lavorazione di sezione interna 230. Invece il tipo mostrato permette che il materiale passi dal passaggio 228 sulla superficie 220 al passaggio 230 e questo passaggio di materiale si verifica sostanzialmente sull'intera parte circonferenziale della superficie 220. ;Il materiale passato sopra la superficie 220 al passaggio 230 aumenta la quantit? di materiale fornito al passaggio 230 dalla scanalatura di trasferimento 250 del materiale dello stadio di fusione e pu? aumentare sostanzialmente il regime di alimentazione complessivo di alimentazione del materiale dello stadio di fusione al passaggio disezione interna 230. L'aumento del regime di alimentazione del materiale di stadio di fusione al passaggio di sezione interna 230 ? una caratteristica importante che contribuisce all'efficacia migliorata dell'apparecchio rotativo di lavorazione a pi? stadi illustrato. Come mostrato nelle Figg. 9 ed 11, il passaggio 230 ha pareti laterali parallele ed ? pi? largo dei passaggi di stadio di fusione 222, 224, 226, 228. Nell'apparecchio di lavorazione illustrato al passaggio 230 viene assegnata la funzione di mescolare od omogeneizzare il materiale di stadio di fusione e la geometria del passaggio 230 ? stata prescelta per realizzare efficacemente la funzione assegnata. ;La geometria prescelta del passaggio 230 tuttavia pu? stabilire una varianza tra il regime con cui il materiale lavorato nello stadio di fusione viene alimentato al passaggio di sezione interna 230 e la capacit? del passaggio 230 a lavorare e scaricare il materiale. Questa varianza fa si che la capacit? per il passaggio 230 di lavorare e scaricare materiale dello stadio di fusione sia maggiore del regime concuiil materiale dello stadio di fusione viene fornito al passaggio. La varianza o mancanza di accoppiamento tra il regime con cui il passaggio di sezione interna riceve il materiale e la capacit? di volume o regime del passaggio a lavorare o scaricare materiale pu? provocare fluttuazioni di pressione, flusso e temperatura seriamente grandi nei passaggi di lavorazione e particolarmente in corrispondenza dello scarico dell'apparecchio di lavorazione. Tuttavia gli stadi di fusione della presente invenzione possono essere disposti con passaggi di un secondo stadio di lavorazione nella maniera mostrata per fornire regimi di alimentazione aumentati del materiale dello stadio di fusione al passaggio del secondo stadio di lavorazione in modo da fornire un regime di flusso di materiale pi? uniforme attraverso i passaggi. Inoltre il regime di alimentazione di materiale dal passaggio 228 al passaggio 230 sulla superficie 220 pu? essere controllato e regolato riducendo selettivamente l'interstizio tra la superficie 230 e la superficie 220 che separa i passaggi 228 e 230. ;Riferendosi di nuovo alle Figg. 10, 11 e 13, il materiale lavorato nello. ;stadio di fusione viene trasferito per mezzo della scanalatura 250al passaggio 230 della sezione interna del secondo stadio. Negli apparecchi rotativi di lavorazione della presente invenzione,,il materiale lavorato nello stadio di fusione viene efficacemente mescolato nel passaggio 230 dal movimento reciproco stabilito tra il materiale bloccato dall'organo di bloccaggio 254 e le pareti di canale in movimento del passaggio 230 che spingono o portano il materiale in avanti alla superficie della parete di testa 256 di bloccaggio del materiale. Negli apparecchi di lavorazione a molti stadi della presente invenzione, l'organo di bloccaggio del passaggio di lavorazione della sezione interna di secondo stadio (organo 254 della 13) ? disposto a circa 180? dalla posizione circonferenziale degli organi di bloccaggio di passaggio 248 di primo stadio. Di conseguenza nel passaggio 230 il materiale viaggia approssimativamente soltanto per la met? di un giro attraverso il passaggio prima di raggiungere l'organo di bloccaggio 254. Il materiale bloccato e raccolto in corrispondenza della superficie 256 dell'organo 254 viene scaricato dal passaggio attraverso la scanalatura di trasferimento di materiale 258 della sezione interna. ;La scanalatura di trasferimento 258 viene mostrata in Fig. 14 che ? una rappresentazione idealizzata e semplificata con le frecce che indicano la direzione di flusso nelle scanalature di trasferimento del materiale rispetto agli organi di bloccaggio disposti nei passaggi delle sezioni interna ed esterna del secondo stadio e ad un organo di bloccaggio disposto in un passaggio di terzo stadio. ;Come mostrato, la scanalatura di trasferimento 258 ? formata nella superficie coassiale 238 ed ? progettata, disposta ed adattata per ricevere il materiale raccolto in corrispondenza della superficie 256 e trasferire il materiale raccolto dal passaggio 230 al passaggio di stadio esterno 234. Essenzialmente l'estremit? aperta della scanalatura di trasferimento 258 pu? estendersi come mostrato parallelamente all'asse del rotore 212 dalla regione del passaggio 230 a monte della superficie 256 e quindi trasversalmente all'asse del rotore 212 attraverso la superficie 220 adiacente al passaggio 232 e quindi parallelamente all'asse del rotore 212 attraverso il canale 231 del passaggio 232 e attraverso la.superficie 220 tra i passaggi 232 e 234 alla regione di passaggio 234 a valle dell'organo di bloccaggio 260. Quando cos? disposta, la scanalatura di trasferimento 258 fornisce un'uscita per scaricare il materiale dal passaggio 230 dello stadio interno ed un'entrata per fornire materiale al passaggio 234 della sezione esterna. Si noter? che il materiale nella scanalatura di trasferimento 258 viene portato attraverso il canale aperto 231 del passaggio 232 che separa i passaggi 230 e 234. Nel funzionamento il passaggio 232 ? atto ad essere sufficientemente riempita e generare elevate pressioni in modo che la perdita di materiale dalla scanalatura di trasferimento 258 al canale 231 ? minima. ;Come descritto nel brevetto U.S.A. sopra citato 4.227.816, la scanalatura di trasferimento 258 pu? essere formata in unit? direttrici di flusso toglibili che possono essere montate in fessure nella carcassa 216 atta a permettere la cooperazione della scanalatura di trasferimento con passaggi prescelti. Organi di bloccaggio associati con la scanalatura di trasferimento possono anche essere portati dall'unit? direttrice di flusso toglibile. ;La sezione interna del secondo stadio illustrata e descritta include un passaggio, ma questa disposizione illustrata e preferita pu? essere variata. Per esempio la sezione interna pu? comportare piu di un passaggio e la sagoma, dimensione e geometria dei passaggi possono essere uguali o diversi. Come illustrato, il passaggio preferito di sezione interna di secondo stadio ? quello in cui il passaggio che riceve il materiale lavorato nel primo stadio ha una geometria che fornisce una capacit? di lavorazione di scarico che ? maggiore del regime con cui il materiale viene fornito al passaggio. Tuttavia per certe operazioni di lavorazione di secondo stadio la geometria prescelta del passaggio di ricevimento del materiale di primo stadio pu? fornire unacapacit? che ? eguale o inferiore al regime di alimentazione del materiale. ;Come mostrato in Fig. 15, il materiale viene fornito al passaggio di sezione esterna 234 del secondo stadio attraverso la scanalatura di trasferimento 25B. Il materiale fornito viene spinto in avanti dalle pareti di canale del passaggio 234 all?organo di bloccaggio 260 per la raccolta in corrispondenza della superficie 262 per lo scarico attraverso la scanalatura di trasferimento di materiale 264 della sezione esterna. ;La sezione esterna di secondo stadio mostrata in Fig. 9 consiste in un passaggio, ma gli apparecchi rotativi di lavorazione della presente invenzione possono includere quelli in cui si pu? prevedere pi? di un passaggio. Come illustrato in Fig. 9, il passaggio di lavorazione della sezione esterna di secondo stadio differisce alquanto nelle dimensioni dai passaggi dilavorazione della sezione interna di secondo stadio. Nell'apparecchio di lavorazione illustrato, il canale di passaggio 233 ? pi? stretto e la geometria ? stata scelta per sviluppare efficacemente la pressione necessaria per alimentare il passaggio 234. Tuttavia il numero, la sagoma, le dimensioni e la geometria del passaggio della sezione esterna possono essere uguali o diversi uno rispetto all'altro o rispetto ai passaggi della sezione interna. ;Riferendosi nuovamente alla Fig. 14, il materiale lavorato nel passaggio di sezione esterna 234 di secondo stadio viene trasferito ad un passaggio di lavdrazione del terzo stadio attraverso la scanalatura di trasferimento di materiale 264. La scanalatura di trasferimento 264 ? formata nella superficie coassiale 238 ed ha un'estremit? aperta che si estende parallelamente all'asse del rotore 212 dalla regione del passaggio 234 a montedella superficie 262 estendendosi quindi trasversalmente all'asse del rotore 212 attraverso la superficie 220 e quindi parallelamente all'asse del rotore 212 alla regione del passaggio 232 a valle dell'organodi bloccaggio 266. Il passaggio di terzo stadio 232 (Figg. 9 e 16) ? principalmente progettato per funzionare come stadio di pressurizzazione o pompaggio per il materiale fornito della sezione esterna del secondo stadio. ;Di conseguenza la geometria delpassaggio viene scelta per fornire un passaggio avente una capacit? che rimane almeno parzialmente riempita in ogni momento durante il funzionamento e che ? atta a generare elevate pressioni di scarico. Come mostrato in Fig. 16, il materiale fornito al passaggio di lavorazione di terzo stadio viene spinto in avanti dalle pareti di canale di passaggio 232 all'organo di bloccaggio 266. Il materiale raccolto in corrispondenza della superficie 268 viene scaricato dall'apparecchio di lavorazione attraverso l'uscita.270 II mezzo di controllo di scarico come mostrato come valvola di strozzamento 293 (Fig. 16) ? disposto con l'uscita 270 in modo da controllare lo scarico di materiale e/o controllare la pressione di scarico. ;La Fig. 9 mostra una sezione di lavorazione di terzo stadio consistente in un passaggio, ma si pu? usare pi? di un passaggio. I passaggi possono essere collegati in parallelo oppure inserie. Per esempio una pluralit? di passaggi di lavorazione di terzo stadio possano essere collegati reciprocamente in modo che il materiale pu? essere trasferito da un passaggio di lavorazione di terzo stadio ad un altro per lo scarica dall'apparecchio di lavorazione. Alternativamente una pluralit? di passaggi di lavorazione di terzo stadio pu? essere i ;in modo tale che il materiale viene alimentato a ciascun passaggio e scaricato dall'apparecchio di lavorazione da ciascun passaggio. ;Gli apparecchi di lavorazione a molti stadi della presente invenzione presentano apparecchi di lavorazione di polimeri altamente efficaci che fornisco speciali vantaggi operativi e di progettazione. Un apparecchia di lavorazione a pi? stadi come descritto ed illustrato presenta tali vantaggi come una dimensione compatta, basso consumo di energia ed elevato potenziale di produzione per fondere, mescolare e scaricare efficacemente un prodotto fuso polimero di qualit? uniformemente elevata ad un regime e ad una pressione sostanzialmente constanti. Per esempio un apparecchio rotativo di lavorazione a molti stadi del tipo descritto con riferimento alle Figg. 9-16 ? stato progettato per lavorare una variet? di materiali polimeri. L'apparecchio di lavorazione progettato include un rotore avente un diametro esterno di 35,56 cm che porta una disposizione di passaggi di lavorazione come mostrato in Fig. 9 interconnessi da scanalature di trasferimento di materiale. Le scanalature di trasferimento di materiale sono formate nella superficie coassiale della carcassa stazionaria sostanzialmente nelle stesse disposizioni mostrate nella Fig. 14. ;I passaggi di stadio di fusione dell'apparecchio di lavorazione progettato includono quattro canali a forma'di cuneo come mostrato in Fig. 9. Ciascun canale ha una larghezza massima di 2,54 cm, una larghezza minima di 1,65 cm ed una altezza di 6,22 cm. La superficie 220 che separa ciascun canale di lavorazione di fusione ha una larghezza di 2,54 cm. L'interstizio 272 tra la superficie 220 del rotore 212 portante i quattro canali a forma di cuneo e la superficie 238 ? di 0,64. Inoltre un canale di raccolta 280 ? disposto sulla superficie 220 portante i canali di stadio di fusione adiacenti al canale pi? distante dal passaggio di secondo stadio. Il canale di raccolta 28D ? a forma di cuneo ed ha una larghezza massima di 0,64 cm ed un'altezza di 6,22 cm. La superficie 220 tra il canale di raccolta ed il canale di lavorazione di fusione adiacente ? 2,54 cm. Il passaggiodi sezione interna di secondo stadio include un canale rettangolare avente una larghezza di 2,54 cm ed un'altezza di 6,22 cm. La superficie 220 tra il canale di secondo stadio ed il canale di lavorazione adiacente ha una larghezza di 2, 54 cm. Il passaggio di sezione esterna di secondo stadio dell'apparecchio di lavorazione include un canale rettangolare avente una larghezza di 1,27 cm ed un'altezza di 6,22 cm. Il passaggio di lavorazione di terzo stadio include un canale avente una larghezza massima di 0,64 cm ed una altezza di 6,22 cm. La superficie 220 che separa il canale di sezione interna ed il canale di terzo stadio ha una larghezza di 3,81 cm mentre la larghezza della superficie 220 tra il canale di terzo stadio e il canale di stadio esterno ? 3, 81 cm. ;Inuna tipica operazione di lavorazione di un apparecchio di lavorazione rotativo a molti stadi del tipo descritto, materiale polimero pu? essere alimentato ai quattro passaggi del primo stadio dell'apparecchio di lavorazione riscaldato ad un regime di 907 kg/ora. Il rotore 212 dell'apparecchio pu? essere fatto ruotare ad una velocit? di 150giri al minuti. La temperatura del materiale fuso raccolto per il trasferimento da parte della scanalatura di trasferimento di materiale 250 pu? essere 321 e 149?C mentre la pressione generata in corrispondenza delle superfici 252 della parete di testa dei passaggi di primo stadio pu? essere da 70,30 a 105,45 kg/cm*. Il materiale raccolto lavorato nel primo stadio pu? essere fornito al primo passaggio della sezione interna del secondo stadio ad un regime di 907 kg/ora. La temperatura del materiale lavorato (mescolato) nella sezione interna pu? essere di 166-171?C mentre pressioni da 14,06 a 17,58 kg/cm2 possono essere generate in corrispondenza della superficie 256 di parete di testa. La temperatura del materiale lavorato nella sezione esterna del secondo stadio pu? essere da 177 a 188?C mentre una pressione di 14,06-17,58 kg/cm<2 >pu? essere sviluppata in corrispondenza della superficie 262 di parete di testa. Il materiale lavorato nel terzo stadio pu? essere scaricato nell'apparecchio di lavorazione ad una temperatura sostanzialmente uniforme tra 205 e 233?C, ad un regime sostanzialmente costante di 907 kg/ora e ad una pressione sostanzialmente costante tra 140,6 e 210,9 kg/cm<2>.
In aggiunta al fornire una capacit? particolarmente efficace per lavorare materiale ad un regime di scarico, temperatura e pressione sostanzialmente costanti, la progettazione degli apparecchi rotativi di lavorazione a molti stadi della presente invenzione fornisce speciali vantaggi nel minimizzare la perdita esterna dall'apparecchio di lavorazione. Normalmente vengono impiegate guarnizioni di tenuta del tipo descritto nel brevetto U.S.A. ND 4.300.842 per controllare la perdita esterna. Tali guarnizioni di tenuta (291 in Fig. 11) sono disposte sulla superficie 220 vicino a ciascuna estremit? del rotore 212 per controllare la perdita di materiale dall'apparecchio di lavorazione attraverso l'interstizio tra le superfici di testa 220 del rotore e la superficie 238. Gli apparecchi di lavorazione a molti stadi preferiti della presente invenzione includono tali mezzi di tenuta per controllare la perdita esterna. Inoltre tali mezzi di tenuta possono essere disposti sulla superficie 220 tra i passaggi di lavorazione per controllare la perdita interna da un passaggio ad un altro attraverso l'interstizio tra le superfici 220 e 238. Gli apparecchi di lavorazione preferiti della presente invenzione includono anche tali guarnizioni di tenuta di controllo
della perdita interna. Di conseguenza, nell'apparecchio di lavorazione illustrato (Fig. 9) tali guarnizioni di tenuta saranno disposte sulla superficie
220 tra il passaggio 230 della sezione interna ed il passaggio 232 di terzo stadio e sulla superficie 220 tra il passaggio 232 e il passaggio 234 di sezione esterna.
La progettazione degli apparecchi di lavorazione rotativi a molti stadi della presente invenzione riduce tuttavia inerentemente il potenziale della perdita esterna e fornisce un grado particolarmente efficace di controllo per la perdita esterna stessa. Come gi? descritto, un canale di raccolta di perdita 280
(Fig. 9) ? disposto ad un'estremit? dello stadio di fusione per ridurre e controllare efficacemente la perdita esterna dall'estremit? dello stadio di fusione dell'apparecchio di lavorazione. Tuttavia, come ? stato anche descritto, negli apparecchi di lavorazione della presente invenzione, il passaggio di pompaggio ad alta pressione ? disposto tra i passaggi di sezione interna ed esterna che sono atti a funzionare a pressioni relativamente basse. Di conseguenza all'estremit? dell'apparecchio opposta allo stadio di fusione, il passaggio pi? esterno (234 - Fig. 9) genera pressioni relativamente basse in modo da ridurre il potenziale di perdita esterna e fornire un controllo di essa. Inoltre la quantit? di materiale disponibile per la perdita interna viene minimizzata dalla disposizione descritta del passaggio dilavorazione ad alta pressione tra i passaggi di lavorazione di sezione interna ed esterna funzionanti a pressioni relativamente inferiori. Il materiale che perde dal passaggio di lavorazione ad alta pressione verso i passaggi interno od esterno pu? essere raccolto in questi passaggi di sezione interna ed esterna e riciclato al passaggio ad alta pressione per lo scarico.
Di conseguenza la perdita esterna dall'apparecchio rotativo di
a molti stadi illustrato viene efficacemente controllata. In corrispondenza dell'estremit? dello stadio di fusione dell'apparecchio di lavorazione, la perdita dall'apparecchio rotativo di lavorazione a molti stadi illustrato viene controllata efficacemente dal canale di raccolta di perdita che raccoglie e riduce continuamente la quantit? di materiale disponibile per la perdita esterna. Alla altra estremit?, la disposizione del passaggio di terzo stadio rispetto ai passaggi interno ed esterno opera per controllare efficacemente la perdita di testa.
Dalla descrizione di cui sopra sar? chiaro che gli apparecchi rotativi di lavorazione che includono l'originale stadio di fusione della presente invenzione presentano molti vantaggi distintivi ed inaspettati. Gli interstizi relativamente ampi forniti tra la superficie del rotore che porta i canali di fusione permette l'interscambio libero di materiale da passaggio a passaggio e fornisce un mescolamento intenso per il materiale lavorato nello stadio di fusione. Inoltre gli interstizi forniscono ulteriore area superficiale di lavorazione della fusione per l'apparecchio di lavorazione e l'ulteriore area superficiale di lavorazione della fusione presenta condizioni altamente efficaci per fondere e mescolare materiali lavorati. L'utilizzazione efficace di interstizi relativamente grandi viene ottenuta mediante la disposizi?ne, progettazione e cooperazione di un canale di raccolta atto a controllare efficacemente la perdita esterna dall'apparecchio di lavorazione. Il canale di raccolta raccoglie efficacemente e rimuove rapidamente il materiale fuso delle regioni di testa dello stadio di lavorazione della fusione e preferibilmente ricicla il materiale fuso raccolto verso le regioni di entrata a bassa pressione dei passaggi di lavorazione della fusione. Il mescolamento del materiale fuso con materiale non fuso nelle regioni di entrata contri
Claims (19)
1. In un apparecchio rotativo di lavorazione comprendente un elemento ruotabile portante una pluralit? di canali di lavorazione che si estendono verso l'interno dalla superficie del rotore ed un elemento stazionario avente una superficie di chiusura coassiale disposta operativamente con detti canali per fornire una pluralit? di passaggi di lavorazione racchiusi ed in cui ciascun passaggio di lavorazione include mezzi di entrata e di uscita ed una superficie di parete di testa di bloccaggio del materiale che fornisce un organo associato con l'elemento stazionario e disposto in modo tale che il materiale alimentato al passaggio attraverso l'entrata pu? essere bloccato in corrispondenza della superficie di parete di testa per la lavorazione e/o lo scarico dal passaggio attraverso l'uscita, il perfezionamento in cui la superficie di rotore che porta icanali di lavorazione ? distanziata dalla superficie di chiusura per un interstizio relativamente ampio atto a permettere l'interscambio di materiale sostanziale da passaggio a passaggio attorno sostanzialmente all'intera circonferenza di ciascun passaggio ed in cui un canale di raccolta che include pareti opposte portate dalla superficie del rotore e che si estendono verso l'interno da detta superficie del rotore, ? disposto adiacente ad un canale di lavorazione di estremit? per raccogliere il materiale che passa attraverso l'interstizio tra la superficie di chiusura e la superficie del rotore e separando il canale di raccolta ed il canale di lavorazione di estremit? adiacente e mezzi di uscita ed un organo di bloccaggio che fornisce una superficie di parete di testa di bloccaggio del materiale associata con l'elemento stazionario e disposta con il canale di raccolta in modo tale che il materiale raccolto nel canale di raccolta pu? essere bloccato per lo scarico dal canale di raccolta.
2. Apparecchio rotativo di lavorazione secondo la rivendicazione 1 in cui i canali di raccolta sono disposti adiacenti a ciascun passaggio di lavorazione di estremit?.
3. Apparecchio rotativo di lavorazione secondo la rivendicazione 1 includente scanalature di trasferimento del materiale del canale di raccolta formate nella superficie di chiusura e disposte e adattate con ciascun canale di raccolta in modo da ricevere il materiale raccolto e bloccato in corrispondenza della superficie della parete di testa del canale di raccolta per il trasferimento alla regione di entrata di un passaggio adiacente di lavorazione.
4. Apparecchio rotativo di lavorazione secondo la rivendicazione 1 includente mezzi per riscaldare,detti passaggi di lavorazione.
5. Apparecchio rotativo di lavorazione secondo la rivendicazione 1 in cui i mezzi di uscita dei passaggi di lavorazione ed i mezzi di uscita dei canali di raccolta sono disposti in allineamento assiale e sono distanziati dai mezzi di entrata dei passaggi di lavorazione per una parte principale attorno alla circonferenza dei passaggi di lavorazione.
6. Apparecchio di lavorazione secondo la rivendicazione 1 in cui l'interstizio relativamente ampio ? circa 0,64 cm o pi?.
7. Apparecchio rotativo di lavorazione secondo la rivendicazione 1 includente un canale di raccolta del materiale portato dalla superficie del rotore tra canali di lavorazione adiacenti ed un organo che fornisce la superficie di parete di testa di bloccaggio del materiale e mezzi di uscita associati con l'elemento stazionario e disposti con il canale di raccolta del materiale di interscambio in modo tale che il materiale raccolto nel canale pu? essere bloccato per lo scarico dal canale.
8. Apparecchio di lavorazione secondo la rivendicazione 1 in cui la parete del canale di raccolta pi? distante dal canale di lavorazione di estremit? ? di un'altezza maggiore rispetto all'altezza della parete del canale di raccolta pi? vicina al canale di lavorazione di estremit? e termina in corrispondenza di posizioni della superficie terminale del rotore che forniscono un interstizio stretto tra le parti superficiali estreme del rotore e la superficie di chiusura.
9. Apparecchio di lavorazione secondo la rivendicazione 8 in cui mezzi di tenuta sono disposti in corrispondenza degli interstizi stretti tra le
parti superficiali estreme di rotore e la superficie di chiusura.
10. Apparecchio rotativo di lavorazione a molti stadi comprendente un elemento ruotabile portante una pluralit? di canali di lavorazione ed un elemento stazionario avente una superficie di chiusura coassiale disposta operativamente con detti canali in modo da fornire passaggi di lavorazione racchiusi ed in cui i passaggi di lavorazione forniscono una pluralit? di stadi di lavorazione interconnessi includenti un primo stadio di lavorazione ed un secondo stadio di lavorazione per ricevere il materiale lavorato nel primo stadio, detto primo stadio di lavorazione essendo disposto ad un'estremit? del rotore includendo una pluralit? di passaggi di lavorazione comprendenti un'entrata, una scanalatura di trasferimento di materiale di primo stadio ed un organo che fornisce una superficie di parete di testa di bloccaggio del materiale associato con l'elemento stazionario e disposto in modo tale che il materiale alimentato al passaggio attraverso l'entrata pu? essere bloccato in corrispondenza della superficie di parete di testa e fornito alla scanalatura di trasferimento per il trasferimento ad almeno un passaggio del secondo stadio di lavorazione, che include mezzi di uscita ed una superficie che fornisce una parete di testa di bloccaggio del materiale in modo tale che il materiale lavorato nel primo stadio fornito al passaggio del secondo stadio pu? essere bloccato in corrispondenza della parete di testa e scaricato dal passaggio di secondo stadio ed in cui la superficie di rotore che porta i canali di lavorazione di primo stadio ? distanziata dalla superficie di chiusura per un interstizio relativamente ampio atto a permettere l'interscambio di materiale sostanziale da passaggio a passaggio sostanzialmente attorno alla intera circonferenza di ciascun passaggio ed un canale di raccolta che include pareti laterali opposte portate dalla superficie del rotore e che si estendono verso l'interno dalla superficie del rotore, detto canale di raccolta essendo disposto adiacente al canale di lavorazione finale di primo stadio pi? ?distante dal canale del passaggio di lavorazione di secondo stadio ed atto a raccogliere materiale che passa attraverso l'interstizio tra la superficie di chiusura e la superficie del rotore che separa i canali di raccolta e di lavorazione di estremit? e mezzi di uscita ed un organo di bloccaggio che fornisce una superficie di parete di testa di bloccaggio del materiale associata con l'elemento stazionario e disposta con il canale di raccolta e con detta scanalatura di trasferimento del materiale in modo tale che il materiale raccolto nel canale di raccolta pu? essere bloccato per lo scarico dal canale di raccolta attraverso detta scanalatura di trasferimento del materiale.
11. Apparecchio rotativo di lavorazione a molti stadi secando la rivendicazione 10 includente mezzi per riscaldare almeno i passaggi di lavorazione del primo stadio.
12. Apparecchio rotativo di lavorazione a molti stadi secondo la rivendicazione 10 in cui la scanalatura di trasferimento di materiale di primo stadio ? distanziata dall'entrata dei passaggi di lavorazione di primo stadio per una parte principale attorno alla circonferenza dei passaggi di lavorazione di primo stadio.
13. Apparecchio di lavorazione secondo la rivendicazione 10 in cui i passaggi del primo stadio sono formati con canali a forma di cuneo.
14. Apparecchio di lavorazione secondo la rivendicazione 10 in cui il passaggio del secondo stadio che riceve il materiale lavorata dal primo stadio ha una geometria selezionata che fornisce una capacit? per il passaggio di lavorare e scaricare il materiale lavorato nel primo stadio ad un regime di volume maggiore del regime di volume del materiale fornito al secondo passaggio.
15. Apparecchio di lavorazione secondo la rivendicazione 10 in cui l'organo di bloccaggio del passaggio di secondo stadio ? disposto a circa 180? dalla parte circonferenziale degli organi di bloccaggio del passaggio del primo stadio di lavorazione.
16. Apparecchia di lavorazione secondo la rivendicazione 10 in cui il passaggio di lavorazione di secondo stadio ? interconnesso ad uno o pi? altri passaggi di lavorazione di secondo stadio.
17. Apparecchio di lavorazione secondo la rivendicazione 10 in cui il passaggio di lavorazione di secondo stadio ? interconnesso a uno o pi? altri passaggi di lavorazione di secondo stadio e l'altro passaggio di lavorazione di secando stadio ? interconnesso ad un passaggio di lavorazione di terzo stadio.
18. Apparecchio di lavorazione secondo la rivendicazione 17 in cui il passaggio di lavorazione di terzo stadio ? posizionato tra il passaggio di lavorazione di secondo stadio che riceve il materiale lavorato nel primo stadio e detti uno o pi? altri passaggi di lavorazione di secondo stadio interconnessi.
19. Apparecchio di lavorazione secondo la rivendicazione 18 includente mezzi per controllare lo scarico di materiale dal passaggio di lavorazione di terzo stadio.
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