IT8322229A1

IT8322229A1 - Apparecchiatura per la calibratura di profilati estrusi di materia plastica

Info

Publication number: IT8322229A1
Application number: IT1983A22229A
Authority: IT
Original assignee: Milani Resine Spa
Priority date: 1983-07-26
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1985-01-26
Also published as: GB2143770B; FR2549773B1; DE3427277A1; GB8417447D0; GB2143770A; IT8322229A0; IT1163851B; US4530650A; FR2549773A1; CA1231214A

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un'apparecchiatura per la calibratura di profilati estrusi di materia plastica.

E' noto che nella produzione di profilati di materia plastica rigida, profilati che possono essere pieni o cavi ed avere profili semplici o pi? o meno complessi, anche misti pieni e cavi, vengono usati calibratori il cui scopo ? quello di raffreddare mediante convezione termica la massa plastica del profilato appena estruso e di dare allo stesso la voluta sagoma definitiva da conservare allo stato raffreddato.

Tali calibratori sono di norma costituiti da un corpo metallico o da leghe leggere, nel quale corpo ? praticata una prima serie di canali per la circolazione di un veicolo di raffreddamento, normalmente costituito da acqua. La cavit? longitudinale di questo corpo metallico, realizzato generalmente in due met? opportunamente vincolate fra di loro, attraverso la quale passa il profilato da raffreddare possiede una sezione trasversale corrispondente alla sagoma del profilato, e per assicurare l'aderenza del profilato alle pareti di detta cavit? interna longitudinale durante il suo attraversamento, il corpo metallico formante il calibratore ? munito di una seconda serie di canali collegati a fori o tagli sboccanti in corrispondenza delle pareti della cavit? interna del corpo e collocati in posizione ed a distanze opportune, a questa seconda serie di canali, fori e/o tagli essendo collegata una sorgente di vuoto, per cui il:profilato che attraversa la cavit? interna del corpo metallico viene attratto contro le pareti di detta cavit?.

Questo sistema di calibratura vincola la velocit? di produzione del profilato alla capacit? di scambio termico prodotta dallo strisciamento del profilato plastico contro le pareti raffreddate del corpo metallico. Un aumento di produzione, ad esempio, non ? possibile quando la capacit? di scambio termico ? tale da non permettere un sufficiente raffreddamento del profilato plastico. Un insufficiente raffreddamento del profilato nel calibratore provochere bbe in pratica notevoli stiramenti sul profilato stesso rendendone impossibile la produzione. Per questo motivo si ? visto che i noti sistemi di calibratura pongono un limite alla velocit? di produzione che non pu? essere superato.

Scopo della presente invenzione ? quindi quello di realizzare un*apparecchiatura per la calibratura di profilati estrusi di materia plastica che consenta di aumentare la capacit? di scambio termico in uno spazio pi? ridotto rispetto ai calibratori tradizionali e che permetta a parit? di lunghezza dell?apparecchiatura una velocit? di produzione notevolmente aumentata.

Per raggiungere questo scopo, secondo l'invenzione viene proposta un?apparecchiatura per la calibratura di profilati estrusi di materia plastica che ? caratterizzata dal fatto.di comprendere almeno due porzioni di calibratori a corpo metallico con cavit? passante sotto vuoto, uno di entrata ed uno di uscita, ed inserita tra queste porzioni di calibratori una vaschetta destinata ad essere liberamente attraversata dal profilato nel suo percorso dal calibratore di entrata a quello di uscita, mezzi essendo previsti in detta vaschetta per assoggettare il profilato che la attraversa all'azione di un fluido raffreddante.

Il fluido di raffreddamento agente in detta vaschetta pu? essere aria in circolazione, ma preferibilmente viene usata dell'acqua. Nel caso di utilizzazione di acqua quale veicolo di raffreddamento, quest'acqua pu? formare nella vaschetta un bagno nel quale il profilato ? immerso a diretto contatto dell'acqua durante il suo percorso di attraversamento della vaschetta, ma l'acqua pu? anche essere usata in forma di spruzzi diretti contro il profilato che attraversa la vaschetta. Questi spruzzi d'acqua investono vantaggiosamente da pi? lati il profilato che 'uscendo dal primo calibratore entra nella vaschetta.

Particolarmente nel caso in cui si tratta della calibratura e raffreddamento di profilati tubolari? ? opportuno creare del vuoto nella vaschetta allo scopo principale di evitare 1'afflosclamento delle pareti del profilato e di mantenere la sua forma mentre sta attraversando la vaschetta.

Si capisce che l'applicazione del vuoto alla vaschetta non impedisce la contemporanea azione dell'acqua di raffreddamento nella vaschetta stessa, sia sotto forma di bagno sia sotto forma di spruzzi. La vaschetta interposta fra le due porzioni di calibratori pu? essere utilizzata universalmente per qualsiasi tipo di profilato ed ? formata opportunamente da una cassa metallica, eventualmente munita di coperchio.chiudibile a tenuta, a due pareti opposte della quale sono fissate, preferibilmente flargiate, le due porzioni di calibratori le cui cavit? interne sboccano liberamente nel vano interno della cassa attraverso aperture nelle pareti opposte della cassa e nelle flange di fissaggio aventi un'area maggiore di quella delle cavit? dei calibratori. Questa cassa ? munita di opportuni attacchi per l'alimentazione e l'evacuazione del fluido di raffreddamento e per l'eventuale creazione del vuoto al suo interno*

E? da fare notare che l'apparecchiatura di calibratura secondo l'invenzione pu? prevedere anche pi? di una vaschetta di raffreddamente, nel qual caso ciascuna vaschetta si trova inserita tra una porzione di calibratore a monte ed una porzione di calibratore a valle.

Prove pratiche effettuate con l'apparecchiatura di calibratura secondo l'invenzione hanno dimostrato che usando una unit? formata da due porzioni di calibratori con interposta vaschetta di raffreddamento, si ottiene un aumento della capacit? di raffreddamento tale che a parit? di lunghezza di questa unit? e di un normale calibratore tradizionale ? possibile raddoppiare la velocit? di produzione rispetto a quella permessa con l'impiego del calibratore tradizionale.

Questo risultato ? dovuto alla presenza di detta vaschetta, nella quale il veicolo di raffreddamento ha la possibilit? di agire direttamente sul profilato con conseguente elevato scambio termico.

Si intende che l'apparecchiatura sar? completata da opportuni organi di regolazione sia della portata di fluido,di raffreddamento nelle porzioni di calibratori e nella vaschetta sia del vuoto da applicare nei calibratori ed eventualmente nella vaschetta, oltre che da adeguati strumenti di misurazione.

Una forma di realizzazione esemplificativa dell'apparecchiatura di calibratura secondo l'invenzione sar? in seguito pi? dettagliatamente descritta con riferimento ai dis?gni schematici allegati, in cui la figura 1 mostra l'apparecchiatura in vista laterale, la figura 2 ? una vista ih pianta,e la figura 3 ? una sezione trasversale attraverso la vaschetta secondo la traccia III-III di figura 1.

L?apparecchiatura illustrata nei disegni comprende sostanzialmente una porzione di calibratore di entrata genericamente indicata con 10, una porzione di calibratore di uscita, genericamente indicata con 11 ed una vaschetta 12 interposta fra queste due porzioni di calibratori 10 e 11.

Si fa presente che le porzioni di calibratori possono essere realizzate secondo la tecnica tradizionale e non presentano di per s? caratteristiche nuove e particolari. Pertanto queste porzioni di calibratori sono illustrate sui disegni solo schematicamente e vengono descritte solo sommariamente, senza entrare in dettagli.

Ogni porzione di calibratore ? costituita da un corpo metallico a due met?, come quelle 13, 14 della porzione di calibratore 10, e quelle 13a e 14a della porzione di calibratore 11, tra di loro unite a tenuta, le quali due met? individuano una cavit? interna longitudinale passante 15 di profilo identico a quello del profilato 16 da calibrare e raffreddare, profilato che proviene dalla filiera di un estrusore (non illustrato), I semicorpi 13, 14 e 13a, 14a sono muniti di opportuni attacchi, come quelli 17, 18, per l?entrata e rispettivamente l?uscita di acqua di raffreddamento circolante in opportuni canali interni praticati in detti semicorpi, nonch? di attacchi, come quelli 19, destinati ad essere collegati ad una fonte di vuoto, questi ultimi attacchi 19 essendo in comunicazione con canali e fori o tagli ricavati nei semicorpi e sboccanti in corrispondenza delle pareti della cavit? 15 per ottenere mediante vuoto l?aderenza del profilato alle pareti della cavit? 15 mentre il profilato sta attraversando la stessa.

Il funzionamento delle due porzioni di calibratori 10 e 11 brevemente descritti ? quello tradizionale e non richiede ulteriori spiegazioni.

E? soltanto il caso di menzionare che la porzione di calibratore di uscita 11, anzich? venire raffreddata, pu? essere vantaggiosamente un p? riscaldata mediante acqua fatta circolare nelle sue canalizzazioni interne, e ci? allo scopo di evitare un'eccessivo raffreddamento del profilato passante attraverso la sua cavit? interna 15 che potrebbe provocare il distacco del profilato dalle pareti della cavit? interna 15 impedendone la perfetta aderenza mediante 11 vuoto.

Ora? per evitare una trasmissione termica tra la porzione di calibratore di uscita 11 e la vaschetta 12 (tenuta ad una temperatura pi? bassa di quella del calibratore di uscita), il corpo della porzione di calibratore 11 ? dotato di una fresatura circonfe? renziale 20 che diminuisce in questa zona la massa metallica del corpo, diminuendo cos? anche la possibilit? di trasmissione termica.

Come ? stato detto, la parte principale e caratteristica dell'apparecchiatura di calibratura secondo l'invenzione ? costituita dalla vaschetta 12 inserita tra le due porzioni di calibratori 10 e 11.

Questa vaschetta 12 ? formata da una cassa metallica 21 munita di un coperchio 22 incernierato in 23 per la chiusura a tenuta della cassa stessa.

Anteriormente la parete della cassa 21 pu? avere una finestra di ispezione 24.

Alle due pareti laterali opposte 25 e 26 della cassa 21 sono fissate, con interposizione di flange

27, 28, le estremit? rispettivamente di coda e di

testa delle porzioni di calibratori 10 e 11, come chiaramente visibile nelle figure 1 e 2.

E' da fare notare che sia le flange 27 e 28 che

le pareti laterali 25 e 26 della cassa 21 sono munite di fori passanti aventi un*area maggiore di quella

delle cavit? interne 15 delle porzioni di calibratori

10 e 11, per cui queste cavit? 15 sboccano liberamente nel vano interno della cassa 21 per il libero passaggio del profilato 16 dalla cavit? della porzione di calibratore 10 attraverso il vano interno della cassa

21 nella cavit? della porzione di calibratore 11. La cassa pu? essere utilizzata quindi per qualsiasi sagoma o tipo di profilato e non ha bisogno di nessun adattamento al profilato. Nel vaino interno della cassa 21 il profilato 16 ? completamente libero, cio?

non circondato da pareti lungo le quali deve scorrere in aderenza, come nel passaggio attraverso le porzioni di calibratori. Pertanto le pareti esterne del profilato 16 possono essere assoggettate ad un diretto raffreddamento mediante un adatto fluido, preferibilmente aria o acqua.

Nel caso esemplificativo illustrato ? previsto nella vaschetta 12, e cio? nel vano interno della cassa 21, un raffreddamento mediante spruzzi d?acqua diretti contro il profilato 16 transitante.

A questo scopo, in corrispondenza della parete 25 della cassa 21, dove entra il profilato 16, sono disposti in vicinanza dei quattro angoli degliugelli spruzzatori 29 (vedi figura 3), i quali, mediante opportuni canali 30 che possono essere ricavati nella parete 25, sono tra di loro collegati e connessi ad un attacco 31 a sua volta collegabile ad un?alimentazione di acqua. In corrispondenza della parete opposta 26 della cassa 21 ? previsto un attacco di scarico 32.

Il profilato 16 viene cos? colpito direttamente dagli spruzzi d?acqua uscenti dagli ugelli 29 e viene pertanto efficacemente raffreddato con un forte scambio termico.

E? da osservare che il profilato 16 che esce dalla porzione di calibratore di entrata 10 ed entra nella vaschetta 12 ? in linea di massima gi? solidificato ad un punto da autosostenersi. Questo vale soprattutto per profilati a parete piena. Tuttavia, specialmente nel caso di profilati tubolari, come quello 16 illustrato, le pareti del profilato, non pi? attratte mediante vuoto contro le pareti della cavit? interna della porzione di calibratore 10, nel passaggio attraverso la vaschetta 12 potrebbero afflosciarsi e far perdere al profilato la sua forma. Per impedire .questo fenomeno ? previsto di creare il vuoto anche nell'interno della cassa 21 ed a tale scopo la cassa 21 ? munita in alto di un attacco 33 da col? legare ad una fonte di vuoto. Il vuoto viene mantenuto nella cassa 21 grazie al coperchio 22 che chiude a tenuta.

E? gi? stato detto che il raffreddamento nella vaschetta 12 potrebbe essere provocato anche mediante un bagno d'acqua che riempie la cassa 21 fino ad un certo livello, determinato da uno scarico di troppopieno, cos? che il profilato passante rimanga immerso nel bagno d'acqua. In questo caso, detto bagno potrebbe essere o stazionario con previsione semplicemente di una modesta alimentazione per la compensazione delle perdite d'acqua, oppure si potrebbe prevedere anche una circolazione continua di acqua, mantenendo?costante un certo livello all'interno della vaschetta 12.

Nel caso in cui si lavora con un bagno d'acqua, ? anche possibile applicare il vuoto al di sopra del livello dell'acqua, vuoto che ha la stessa funzione sopra illustrata.

Infine, sarebbe possibile anche creare all'interno della cassa 21 una circolazione di aria di raffreddamento.

Il gruppo di apparecchiatura sopra descritto ed illustrato nei disegni potrebbe essere usato, in . certi casi, anche in forma ripetitiva oppure potrebbero essere usate pi? di due porzioni di calibratori intercalate, di volta in volta, da una vaschetta di raffreddamento.

Con 1?apparecchiatura di calibratura secondo la presente invenzione si ottiene un notevole aumento della capacit? di scambio termico in uno spazio pi? ristretto rispetto ai calibratori tradizionali per cui, a parit? di lunghezza dell1apparecchiatura ? possibile aumentare considerevolmente, fino al doppio, la velocit? di produzione.

Solo a titolo indicativo si pu? accennare che le due porzioni di calibratori, a monte ed a valle della vaschetta, hanno ciascuna all*incirca una lunghezza pari ad un terzo di quella di un calibratore normale (che varia per i calibratori tradizionali sotto vuoto da 80 a 120 cm).

La lunghezza totale dell'apparecchiatura composta da due porzioni di calibratori e da una vaschetta posta fra di loro, ? quindi pressapoco pari a quella di un tradizionale calibratore unico, mentre la capacit? di raffreddamento dell'apparecchiatura secondo

Claims

RIVENDICAZIONI

1 . Apparecchiatura per la calibratura di profilati estrusi di materia plastica, caratterizzata dal

fatto di comprendere almeno due porzioni di calibratori a corpo metallico con cavit? passante sotto vuoto, uno di entrata ed uno di uscita, ed inserita tra queste porzioni di calibratori una vaschetta destinata ad essere liberamente attraversata dal profilato nel suo percorso dal calibratore di entrata a quello di uscita, mezzi essendo previsti in detta vaschetta per assoggettare il profilato che la attraversa all?azione di un fluido raffreddante.
2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta vaschetta ? costituita da una cassa, a due pareti laterali opposte della quale sono fissate mediante flange le estremit?, rispettivamente di coda e di testa, delle due porzioni di calibratori d?entrata e di uscita, le cavit? passanti di detti calibratori sboccando liberamente nel vano interno della cassa attraverso aperture nelle dette pareti opposte e nelle flange di fissaggio aventi un?area maggiore di quella delle cavit? longitudinali dei calibratori.
3. Apparecchiatura -secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la cassa ? chiudibile superiormente a tenuta a mezzo di un coperchio.
4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratter izzata dal fatto che una parete frontale della cassa ? munita di una finestra d'ispezione.
5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la cassa ? munita di attacchi per l'alimentazione e l?eventuale evacuazione del fluido raffreddante.
6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che 1*attacco per 1*alimentazione del fluido raffreddante, in particolare acqua, ? collegato ad ugelli spruzzatori diretti verso il profilato passante attraverso la cassa.
7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti ugelli spruzzatori sono disposti in corrispondenza degli angoli della parete laterale attraverso la quale il profilato entra nella cassa.
8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che l*attacco per ^evacuazione del fluido raffreddante, in particolare acqua, costituisce uno scarico di troppopieno posto ad un livello tale da creare nella cassa un bagno d*acqua in cui ? immerso il profilato attraversante la cassa.
9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5? caratterizzata dal fatto che a detto attacco per

l'alimentazione del fluido raffreddante ? collegato un condotto di aria di raffreddamento.
10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che la cassa ? munita in alto di un attacco collegabile ad una fonte di vuoto.
11 . Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere in serie una pluralit? di gruppi, ciascuno formato da una porzione di calibratore di entratala una porzione di calibratore di uscita e da una vaschetta posta fra queste porzioni di calibratori.
12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere in successione una pluralit? di porzioni di calibratori e che fra le due porzioni di calibratori di ogni coppia ? inserita una vaschetta di raffredda