ITMI20080085A1

ITMI20080085A1 - Vite per estrusore, segmento di cuscinetto impiegato per la medesima, ed estrusore a doppia vite dotato di tale vite per estrusore

Info

Publication number: ITMI20080085A1
Application number: IT000085A
Authority: IT
Inventors: Kazuo Yamaguchi; Yasuaki Yamane; Shoji Yoshimura
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2008-07-27
Also published as: CN101259749B; DE102007055764B4; JP4907366B2; US8403554B2; CN101259749A; US20080181051A1; DE102007055764A1; JP2008183721A

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"Vite per estrusore, segmento di cuscinetto impiegato per la medesima, ed estrusore a doppia vite dotato di tale vite per estrusore"

SFONDO DELL'INVENZIONE

(CAMPO DELL'INVENZIONE)

La presente invenzione riguarda una vite per estrusore dotata di un segmento di cuscinetto o supporto supportante un corpo principale della vite per non spostare il corpo principale della vite durante impasto, il segmento di cuscinetto impiegato nella precedente vite per estrusore, e un estrusore a doppia vite dotato della presente vite per estrusore. (DESCRIZIONE DELLA TECNICA CORRELATA)

Nel caso in cui è estruso un materiale resinoso composito, impasto viene eseguito aggiungendo ad un materiale di base di una resina termoplastica un agente additivo come un materiale riempitivo o di carica o una resina sintetica differente. In tale impasto, è spesso impiegato un estrusore continuo.

Un estrusore continuo noto è dotato di un cilindro avente una lunga porzione cava (camera) lungo la direzione assiale ed un corpo a vite passante attraverso la porzione cava nella direzione assiale, ed è un estrusore a vite singola o un estrusore a vite doppia conformemente al numero di corpi della vite.

L'estrusore contìnuo è previsto per alimentare un materiale che deve essere impastato nel cilindro e far ruotare il corpo a o di vite mediante un motore o simili così da impastare il materiale che deve essere impastato. Nel corpo di vite, una pluralità di segmenti sono accoppiati l'uno all'altro nella direzione assiale, e volute specifiche sono previste nei segmenti rispettivamente. Mediante tali volute, il materiale che deve essere impastato viene spostato dal lato a monte al lato a valle e è applicata una sollecitazione di taglio necessaria per l'impasto. Vi sono varie configurazioni di estrusore continuo conformemente ad un componente del materiale che deve essere impastato. Tuttavia, in generale, almeno una luce d'alimentazione di materiale è prevista nel cilindro e vari materiali riempitivi, varie resine sintetiche o simili sono appropriatamente alimentati dalla luce di alimentazione dei materiali. Perciò, nel corpo a vite è formata una porzione di impasto dotata di una pluralità di segmenti dì impasto includenti un segmento a disco di impasto avente volute di impasto con un grande effetto di impasto ed un segmento a rotore sul lato leggermente a valle della luce di alimentazione di materiali. Quando sono previste la pluralità di porzioni di impasto, sussiste talvolta un caso in cui una pluralità di luci di alimentazione di materiali sono previste nella direzione assiale conformemente alle porzioni di impasto. Nel corpo a vite, è pure previsto un segmento a o di vite avente una voluta di alimentazione d'avanzamento adatta a fare avanzare il materiale che deve essere impastato verso il lato a valle. Quindi, il materiale da impastare o impastato viene spostato verso il lato a valle, pressurizzato ed estruso in una porzione di estrusione installata nelle vicinanze dì una estremità del lato a valle.

L'impasto è principalmente fatto progredire o continuato ricevendo un effetto di taglio quando il materiale che deve essere impastato passa attraverso un gioco d'estremità di punta formato tra una parete interna del cilindro ed una parte di estremità di punta della voluta di impasto. Perciò, per migliorare l'effetto di impasto (dispersibilità) , è preferibile che una intercapedine (gioco dell'estremità di punta) prevista tra la parete interna del cilindro e la parte d'estremità di punta delle volute sia appropriatamente ristretta. Per migliorare l'effetto di impasto (distributività) , è preferibile che 1 ’intercapedine (gioco dell'estremità di punta) sia appropriatamente allargata. Ad esempio, il Brevetto Statunitense Pubblicato No. 2006-3042 descrive una tecnica di un estrusore a doppia vite in cui volute di impasto con due rigature ritorte con sagoma spirale nella direzione assiale sono adattate in un segmento a rotore. Le volute hanno una parte d'estremità di punta alta avente un grande diametro rotazionale esterno ed una parte d'estremità di punta bassa avente un piccolo diametro rotazionale esterno. Nella parte d'estremità di punta alta, il gioco dell'estremità di punta rispetto ad una parete interna di un cilindro è pìccolo, e nella parte d'estremità di punta bassa, il gio co dell'estremità di punta è grande.

L'estrusore a due viti è in grado di ottenere un effetto di impasto preferibile.

Tuttavia, nell'estrusore a due viti in generale, un grande carico cinetico è pure imposto su una vite di impasto come effetto nocivo per elevate proprietà dì impasto. In particolare, il carico cinetico imposto sia sul segmento di impasto che su un segmento a rotore del corpo della vite è estremamente grande.

Conseguentemente, il centro assiale del corpo della vite è piegato, e l'asse rotazionale del corpo della vite viene facilmente spostato.

Nel corpo della vite con l'asse rotazionale mobile, le estremità anteriori delle volute sono facilmente portate in contatto con pareti interne del cilindro. E<1>possibile prevedere che la precedente tendenza sia notevole in una porzione di impasto dotata di un segmento di impasto e di un segmento a rotore avente un piccolo gioco dell'estremità della punta.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione è stata realizzata in considerazione dei problemi precedenti, ed uno scopo della presente invenzione è quello di fornire una vite per estrusore atta ad impastare un materiale da impastare applicando una grande forza di taglio, come pure impedendo flessione del corpo principale della vite sopprimendo l'abrasione delle volute e del cilindro.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un segmento di cuscinetto o supporto atto a impedire movimento del corpo principale della vite.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un estrusore a doppia vite con la precedente vite per estrusore.

Per raggiungere gli scopi precedenti, i seguenti mezzi tecnici sono applicati alla vite per estrusore secondo la presente invenzione.

In altre parole, la vite per estrusore secondo la presente invenzione comprende un segmento di vite per convogliare un materiale che deve essere impastato, una porzione di impasto includente un segmento di impasto, il segmento di impasto avente volute di impasto con due o più rigature per impastare il materiale da impastare che viene convogliato mediante il segmento di vite, ed un segmento a cuscinetto previsto entro la porzione di impasto o sul lato a valle della porzione dì impasto, in cui il segmento a cuscinetto è dotato di almeno due volute aventi una sagoma di sezione di un tipo a ingranamento complesso, con una rigatura nella direzione assiale, le volute essendo disposte nel senso rotazionale con spostamento uniforme di una fase di esse rispettivamente, e in cui la lunghezza delle volute nella direzione assiale è impostata a 0,2D (D: diametro rotazionale esterno del segmento di cuscinetto) o più.

Conformemente ai precedenti mezzi tecnici, estremità anteriori delle volute hanno una grande area che si oppone ad una parete interna del cilindro nel segmento di cuscinetto, ed il materiale che deve essere impastato fatto avanzare alle precedenti estremità anteriori esercita una funzione di supporto idrodinamica, consistente nel supportare il corpo principale della vite distanziato di una distanza fissa dalla parete interna del cilindro. Perciò, la vite per estrusore è in grado di impastare il materiale da impastare applicando una grande forza di taglio, come pure impedendo flessione del corpo principale della vite e sopprimendo abrasione delle volute e del cilindro .

Si deve notare che il diametro rotazionale esterno del segmento di impasto è preferibilmente inferiore al diametro rotazionale esterno del segmento di cuscinetto o di supporto.

In tal modo, è possibile evitare in maniera affidabile contatto del segmento di impasto con la parete interna del cilindro e sopprimere inoltre l’abrasione delle volute e del cilindro.

Nel caso i cui una pluralità dì porzioni di impasto sono previste nella direzione assiale del corpo principale della vite distanziate 1'una dall'altra, il segmento di cuscinetto è preferibilmente previsto in una prima porzione di impasto posizionata sul lato più a monte tra la pluralità delle porzioni dì impasto. Inoltre, preferibilmente, la lunghezza nella direzione assiale della prima porzione di impasto posizionata sul lato più a monte tra la pluralità delle porzioni di impasto previste nella direzione assiale del corpo principale della vite che sono distanziate l'una dall'altra è di 4,5D o più, ed il segmento di cuscinetto è posizionato sul lato a valle ad una distanza di 4,5D o più da un'estremità del lato a monte della prima porzione di impasto. Si deve notare che il segmento di supporto può essere posizionato sul lato a valle ad una distanza di 3,OD o meno da una estremità del lato a valle della prima porzione di impasto .

Conformemente ai precedenti mezzi tecnici, il segmento di cuscinetto o supporto è previsto nella prima porzione di impasto in cui fusione non progredisce facilmente e quindi il carico imposto sul corpo principale della vite è grande poiché la prima porzione di impasto è posizionata sul lato più a monte tra la pluralità delle porzioni di impasto. Perciò, è possibile impedire più efficacemente la flessione del corpo principale della vite e sopprimere ulteriormente l'abrasione delle volute e del cilindro. Nel caso in cui la lunghezza della prima porzione di impasto nella direzione assiale è di 4,5D o più, il segmento di supporto è posizionato sul lato a valle di una distanza di 4,5D o più da una estremità del lato a monte della prima porzione dì impasto per cui il materiale alimentato che deve essere impastato è fuso in modo da essere facilmente alimentato tra le estremità anteriori delle volute e la parete interna del cilindro. Perciò, il segmento di cuscinetto o supporto può esercitare una sufficiente funzione dì supporto idrodinamica. Corri<1>è stato menzionato precedentemente, il segmento di cuscinetto o supporto è preferibilmente disposto in una posizione corrispondente alla porzione di impasto. Tuttavia, anche se il segmento di cuscinetto è previsto sul lato a valle ad una distanza di 3,OD o meno dalla estremità del lato a valle della porzione di impasto, il segmento di cuscinetto o supporto può esercitare sufficientemente l'effetto di impedire la flessione del corpo principale della vite.

Si deve notare che le volute del segmento di cuscinetto sono preferibilmente formate in modo tale che la distanza tra le estremità anteriori delle volute e l'asse dì rotazione del segmento di cuscinetto è gradualmente ridotta verso il lato anteriore del senso rotazionale del corpo principale della vite. Conformemente alla precedente configurazione, quando applicata all'estrusore, è formata una porzione di gioco in modo tale che il gioco viene gradualmente allargato tra le estremità anteriori e la parete interna del cilindro verso il lato anteriore del senso rotazionale del corpo principale della vite. Perciò, il materiale che deve essere impastato è facilmente introdotto nelle estremità anteriori delle volute mediante la porzione a gioco ed è formato in modo più affidabile ad una sagoma di film. Conseguentemente, viene esercitata la funzione di supporto idrodinamica ed è quindi possibile sopprimere in maniera più affidabile l'abrasione delle volute e del cilindro.

In questo caso, al segmento di cuscinetto o supporto secondo la presente invenzione sono applicati ì mezzi tecnici seguenti.

In altre parole, il segmento di cuscinetto o supporto secondo la presente invenzione è dotato di almeno due volute aventi una sagoma di sezione di un tipo ad ingranamento completo, con una rigatura nella direzione assiale, le volute essendo disposte nel senso rotazionale con spostamento uniforme della fase di esse, rispettivamente, e la lunghezza delle volute nella direzione assiale essendo impostata a 0,2D (D: diametro rotazionale esterno del segmento di cuscinetto) o più.

Conformemente ai precedenti mezzi tecnici, le estremità anteriori delle volute hanno una grande area che si oppone alla parete interna del cilindro, ed il materiale che deve essere impastato è introdotto tra la parete interna del cilindro e le estremità anteriori delle volute per cui il materiale che deve essere impastato esercita la funzione di supporto aerodinamica di supportare un corpo principale di vite che è distanziato di una distanza fissa dalla parete interna del cilindro, ed è quindi possibile sopprimere la flessione del corpo principale della vite ed impedire movimento. Le volute sono pure formate in modo tale che la distanza tra estremità anteriori delle volute e l'asse di rotazione del segmento di supporto è gradualmente ridotta verso il lato anteriore del senso rotazionale del corpo principale della vite. Conseguentemente, quando applicata all'estrusore, è formata una porzione di gioco tale che il gioco si allarga gradualmente tra le estremità anteriori e la parete interna del cilindro lungo il senso rotazionale del corpo principale della vite.

Perciò, il materiale che deve essere impastato è facilmente introdotto nelle estremità anteriori delle volute, ed è possibile sopprimere in modo più affidabile l'abrasione delle volute e del cilindro.

I seguenti mezzi tecnici per la rotazione e 1'ingranamento nel medesimo senso o nella medesima direzione, e fornenti la precedente vite per estrusore sono applicati all'estrusore a doppia vite secondo la presente invenzione.

Conformemente ai precedenti mezzi tecnici, l'estrusore a doppia vite è in grado di impastare il materiale che deve essere impastato mediante una grande forza dì taglio ed anche di sopprimere l'abrasione del corpo principale della vite e del cilindro.

Nella vite per estrusore della presente invenzione, poiché il segmento di cuscinetto supportante il corpo principale della vite è previsto nella porzione di impasto o nelle vicinanze della estremità della zona a valle della porzione di impasto, il segmento di o a cuscinetto è in grado di impedire la flessione del corpo principale della vite e di impastare il materiale da impastare aggiungendo una grande forza dì taglio, come pure di sopprimere 'abrasione del corpo principale della vite del cilindro.

Grazie al segmento di cuscinetto o di supporto della presente invenzione, poiché il materiale che deve essere impastato è introdotto tra la parete interna del cilindro e le estremità anteriori delle volute, il materiale che deve essere impastato può esercitare la funzione di supporto idrodinamica di supportare il corpo principale della vite che è distanziato di una distanza fissa dalla parete interna del cilindro e impedire il movimento del corpo principale della vite.

Nell'estrusore a doppia vite della presente invenzione, è possibile impastare il materiale che deve essere impastato mediante una grande forza di taglio e sopprimere l'abrasione del corpo principale della vite e del cilindro.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Fig. 1 è una vista laterale di una vite per estrusore secondo una prima forma di realizzazione;

Fig. 2 è una vista frontale in cui un segmento di cuscinetto o supporto è visto dal lato a monte;

Fig. 3 è una vista laterale del segmento di cuscinetto o supporto;

Fig. 4 è una vista in sezione illustrante una relazione tra il segmento di cuscinetto ed una camera di impasto;

Fig. 5 è una vista spiegante un cambiamento nella quantità di abrasione in una vite convenzionale per estrusore in corrispondenza di una posizione nella direzione assiale;

Fig. 6 è una vista spiegante una variazione nella quantità di abrasione nella vite per estrusore secondo la prima forma di realizzazione in corrispondenza della posizione nella direzione assiale;

Fig. 7 è una vista spiegante una variazione nella quantità di abrasione in una vite per estrusore conforme ad una seconda forma di realizzazione in corrispondenza della posizione nella direzione assiale; e Fig. 8 è una vista frontale di una vite per estrusore secondo una terza forma di realizzazione.

DESCRIZIONE DELLE FORME DI REALIZZAZIONE

PREFERITE

Qui di seguito sarà fornita una descrizione di forme di realizzazione di una vite per estrusore, di un segmento di cuscinetto o supporto impiegato nella vite per estrusore, e di un estrusore a doppia vite dotato nella vite per estrusore secondo la presente invenzione .

Fig. 1 illustra schematicamente un estrusore 2 a doppia vite in cui è integrata una vite per estrusore 1 della presente invenzione. Una parte superiore di tale figura è una vista laterale di un cilindro 3 per evidenziare una relazione posizionale tra la vite 1 per estrusore e il cilindro 3. Una parte inferiore della figura è una vista laterale della vite per estrusore 1 alloggiata nel cilindro 3. Si deve notare che nella descrizione seguente, il lato sinistro (il lato di alimentazione) di Fig. 1 è chiamato il lato a monte e il lato destro (lato di scarico) di Fig. 1 è chiamato il lato a valle.

L'estrusore 2 a doppia vite ha un cilindro 3 dotato di una porzione cava 4 all'interno di esso e di una coppia di viti di sinistra e destra per l'estrusore 1 alloggiate nella porzione cava 4. Il cilindro 3 e la vite 1 per l'estrusore sono rispettivamente formati combinando fra loro una pluralità di segmenti nella direzione assiale. La porzione cava 4 è formata mediante taglio o tranciatura in modo da realizzare una sezione trasversale di essa con sagoma a occhiali, in cui una coppia di cerchi sono sovrapposti l'uno all'altro in modo tale che una parte della circonferenza del cerchio sì sovrappone su una parte della circonferenza dell'altro cerchio tra entrambi i cerchi com'è rappresentato in Fig. 4.

Una luce 8 di alimentazione di materiale è formata sul lato a monte del cilindro 3. Una tramoggia 9 è collegata alla luce 8 di alimentazione di materiale. Un materiale 10 che deve essere impastato introdotto attraverso la tramoggia 9 è alimentato alla porzione cava 4 passante attraverso la luce 8 di alimentazione del materiale. Nel cilindro 3 sul lato a valle della tramoggia 9, è previsto un riscaldatore elettrico, che è un dispositivo di riscaldamento impiegante olio riscaldato o simile (non mostrato). Calore è alimentato al materiale che deve essere impastato 10 passante attraverso l'interno di esso dal cilindro 3 ed è possibile convogliare il materiale 10 che deve essere impastato in uno stato di fusione o in uno stato di semi-fusione .

Un'apertura 11 principalmente impiegata per rimuovere componenti volatili è prevista nel lato a valle del cilindro 3. La porzione cava 4 si trova in uno stato di comunicazione con 1'interno e 1'esterno dì essa attraverso l'apertura 11. Per portare l'interno della porzione cava 4 ad uno stato di depressurizzazione e rimuovere il componente volatile come acqua dal materiale 10 che deve essere impastato, l'apertura 11 può essere collegata ad un dispositivo di aspirazione (non rappresentato) come una pompa per vuoto. Si deve notare che l'apertura 11 è appropriatamente disposta conformemente alle condizioni di impasto, e vi è talvolta un caso in cui l'apertura 11 non è prevista conformemente alle condizioni di impasto, un caso in cui l’apertura 11 è disposta in un' altra posizione nella direzione assiale, o un caso in cui l'apertura 11 è disposta in una pluralità di posizioni .

La vite 1 per estrusore secondo la presente invenzione ha un corpo di vite principale 12 formato mediante combinazione di una pluralità di segmenti fra loro nella direzione assiale. Il corpo principale 12 della vite in cui segmenti aventi differenti funzioni l'uno dall'altro sono combinati fra loro, ha una pluralità di porzioni esercitanti le differenti funzioni nella direzione assiale. Nel corpo principale 12 della vite secondo la presente invenzione, sono previste una porzione di avanzamento o alimentazione 13 per alimentare il materiale 10 che deve essere impastato al lato a valle, una porzione di impasto 14 per impastare il materiale 10 che deve essere impastato, ed una porzione di estrusione 15 per pressurizzare ed estrudere il materiale 10 che deve essere impastato dal lato a monte verso il lato a valle.

La porzione di avanzamento o alimentazione 13 è formata accoppiando un segmento 16 di vite avente volute di alimentazione o avanzamento nella direzione assiale. Il segmento 16 di vite ha una coppia di volute (con due rigature) sporgenti in direzioni radiali differenti l'una dall'altra frapponendo tra di esse un centro di rotazione A. Le volute sono ritorte in una sagoma a spirale nella direzione assiale. Il segmento 16 di vite ha funzione di convogliare il materiale che deve essere impastato 10 alimentato in una porzione a gola formata tra le volute al lato a valle conformemente alla rotazione del segmento di vite 16.

La porzione di impasto 14 ha un segmento di impasto 36 dotato di volute di impasto per impastare il materiale che deve essere impastato 10. Nella presente forma di realizzazione, il segmento di impasto 36 è formato da otto segmenti di rotore 17 e due segmenti a disco d'impasto 19.

Il segmento 17 di rotore ha volute con due rigature ritorte con sagoma a spirale nella direzione assiale. L'impasto viene realizzato facendo sì che il materiale che deve essere impastato 10 abbia a passare attraverso un gioco d'estremità di punta formato tra estremità anteriori delle volute ed una parete interna del cilindro 3, e applicando forza di taglio al materiale da impastare 10. I segmenti rotorici 17 sono formati in modo tale che in corrispondenza delle estremità anteriori delle volute, una parte di punta alta avente un piccolo gioco di punta ed una parte di punta bassa avente un gioco di punta più grande di quello della parte di punta alta emergono l'una dopo l’altra nella direzione assiale e nella direzione circonferenziale . Prevedendo la parte di punta alta e la parte di punta bassa nelle volute, è possibile eseguire l'impasto impartendo al materiale 10 che deve essere impastato un effetto di impasto.

I segmenti a disco di impasto 19 hanno una pluralità di volute di impasto con una sagoma di piastra piatta avente uno spessore di 0,lD;j_ (D]_: diametro rotazionale esterno dei segmenti 19 di disco di impasto) nella direzione assiale sporgenti differentemente l'una dall'altra. Un tipo a due-rigature e ad ala in cui il gioco di punta è più piccolo del precedente segmento rotorico 17, è adatto per i segmenti a disco dì impasto 19. Perciò, il materiale da impastare 10 passante attraverso i segmenti 19 di disco di impasto viene impastato rimuovendo una grande forza di taglio .

La porzione di estrusione 15 è formata accoppiando il medesimo segmento 16 di vite di quello della precedente porzione di avanzamento o alimentazione 13 nella direzione assiale. Tuttavia, un punto differente dalla precedente porzione di avanzamento 13 è che il passo del segmento 16 di vite nella direzione assiale si restringe gradualmente nello spostarsi verso 11 lato a valle. Così, nella porzione di estrusione 15, la velocità di avanzamento del materiale 10 da impastare verso il lato a valle è gradualmente ridotta, e la porzione cava 4 è riempita con il materiale da impastare 10 in modo da trovarsi in uno stato pressurizzato .

Il segmento di impasto 36 della porzione di impasto 14 è formato dai segmenti rotorici 17 e dai segmenti di disco di impasto 19 con un piccolo gioco d'estremità di punta. Le volute di impasto sono formate in modo da applicare una grande forza di taglio la materiale da impastare 10. Tuttavia, un elevatissimo carico cinetico è imposto sul corpo principale 12 della vite ricevente l'influenza di una forza reattiva della grande forza di taglio e in tal modo il corpo principale della vite è suscettibile di essere facilmente flesso o piegato. Conseguentemente, nel corpo principale di vite ruotante 12, l'asse di rotazione del corpo principale 12 della vite viene spostato, e le estremità anteriori delle volute di impasto del segmento di impasto 36 sono facilmente portate in contatto con la parete interna del cilindro 3. Perciò, nella presente invenzione, è previsto un segmento di cuscinetto o supporto 21 supportante il corpo principale 12 della vite in modo da impedire flessione del corpo principale 12 della vite stesso.

Sarà ora fornita una descrizione dettagliata del segmento di cuscinetto o supporto 21, facendo riferimento alle Fig. da 2 a 4.

Fig. 2A e 2B sono viste in cui il segmento 21 di cuscinetto è visto dalla direzione assiale (viste frontali) . Fig. 3 è una vista laterale del segmento 21 di cuscinetto. Fig. 4 è una vista in sezione illustrante una relazione tra il segmento 21 di cuscinetto e il cilindro 3.

Com'è rappresentato in Fig. 4, ì segmenti 21 di cuscinetto sono fissati ad una coppia di assi destro e sinistro 22 della vite in modo da trovarsi in uno stato di mutuo ingranamento. Il segmento 21 di cuscinetto è formato combinando due volute 23a e 23b fra loro nella direzione assiale.

Un foro assiale 25, in cui può essere inserito l'asse 22 della vite è formato in estremità di base delle volute 23a e 23b rispettivamente. Sulla superficie periferica interna del foro assiale 25, è prevista una disposizione scanalata 28 del foro in cui una pluralità di gole dentate lungo la direzione assiale sono formate nella direzione rotazionale R. Nell'asse 22 della vite è prevista una disposizione scanalata assiale in cui una pluralità di denti corrispondenti alle gole dentate per denti del foro assiale 25 sono formati su una superficie periferica esterna. Le volute 23a e 23b sono integrate girevolmente conformemente alla rotazione dell'asse 22 della vite verso la direzione o senso rotazionale R.

Com'è rappresentato in Fig. 2A, le volute 23a e 23b sono disposte spostando la fase di esse in modo da essere equìdistanziate (con una intercapedine con un angolo uguale) nella direzione o senso rotazionale R assumendo il centro rotazionale o di rotazione 0 del corpo principale 12 della vite come centro stesso. In altre parole, nel caso in cui due volute sono installate nella direzione assiale come nella presente forma di realizzazione, la fase è spostata dì 180° e, nel caso in cui sono installate tre volute, la fase è spostata di 120° in modo da creare una intercapedine-discontinuità con un angolo uguale.

Com'è rappresentato nelle Fig. da 2A a 4, le volute 23a e 23b costituiscono un disco a rigature formato in una sagoma a piastra estendentesi nella dìrezione radiale. Nel caso in cui il diametro rotazionale esterno del segmento di supporto 21 sia D, lo spessore del precedente disco (spessore massimo) è 0,2D o più nella direzione assiale. In un disco di impasto generale, lo spessore del disco è 0,1D o meno. Tuttavia, quando il disco ha una rigatura con uno spessore di 0,2D o più, le estremità anteriori 27a e 27b delle volute 23a e 23b hanno una grande area che si oppone alla superficie di parete interna del cilindro 3 (la porzione cava 4), e quindi il materiale fuso da impastare 10 viene distribuito con sagoma di film o pellicola sulle estremità anteriori 27a e 27b con la grande area in modo da supportare il corpo principale 12 della vite come un cuscinetto idrodinamico .

Con la grande area opposta delle estremità anteriori 27a e 27b delle volute 23a e 23b, anche se una forza viene imposta sul corpo principale 12 della vite nella direzione assiale e nella direzione perpendicolare, è possibile ridurre la pressione superficiale sulle estremità anteriori 27a e 27b. Perciò, il materiale da impastare 10 in sagoma di film formato nelle estremità anteriori 27a e 27b non è suscettibile di essere facilmente tagliato. Conseguentemente, senza perdere la funzione di supporto idrodinamica durante la rotazione della vite, è possibile sopprimere l'abrasione delle volute del segmento di impasto 36 e della parete interna del cilindro 3.

Le volute 23a e 23b sono formate in modo tale che la loro sagoma di sezione è estesa verso la parete interna del cilindro 3, considerando il centro assiale dell'asse 22 della vite come sommità. Su una superficie periferica esterna di essa, nel modo sommamente distanziato dal centro rotazionale 0 del corpo principale 12 della vite, le estremità anteriori 27a e 27b sono formate con sagoma ad arco. Le volute 23a e 23b hanno una sagoma di sezione di un tipo ad ingranamento completo, in cui una delle estremità anteriori di sinistra e destra 27a e 27b è sempre opposta alla periferia di una parte di corpo delle altre volute 23a e 23b ove è formata una qualsiasi voluta. Poiché le volute 23a e 23b del segmento di supporto 21 sono del tipo ad ingranamento completo, il materiale da impastare 10 è alternativamente raschiato via dalle volute 23a e 23b ed è attuata autopulitura. Perciò, ristagno e deterioramento del materiale provocato da tale ristagno non sono generati nel materiale da impastare 10. Conseguentemente, è soppressa generazione di contaminazione provocata da tale ristagno.

Porzioni di gioco (giochi d'estremità di punta) 28a e 28b sono formate tra la parete interna del cilindro 3 e le estremità anteriori 27a e 27b nelle volute 23a e 23b rispettivamente. Le porzioni di gioco 28a e 28b sono formate a spaziatura tra le estremità anteriori 27a e 27b e la parete interna del cilindro 3. Le porzioni di gioco 28a e 28b sono impostate in modo tale che la parte più stretta di esse è impostata a tra 0,00402<a>0,01D2 (D2: diametro rotazionale esterno del segmento di impasto) e lungo la direzione rotazionale R del segmento 21 di cuscinetto, l'intercapedine tra le estremità anteriori 27a e 27b e il cilindro 3 essendo gradualmente allargata. In tal modo, quando il segmento di supporto o cuscinetto 21 è fatto ruotare, il materiale da impastare 10 è facilmente introdotto nelle porzioni di gioco 28a e 28b dal grande lato d'ingresso che è rivolto alla direzione rotazionale R, e poiché 1'intercapedine tra le estremità anteriori 27a e 27b e il cilindro 3 si restringe gradualmente, il materiale da impastare 10 introdotto può essere distribuito tra le estremità anteriori 27a e 27b e il cilindro 3 senza lasciare alcuna intercapedine. Perciò una configurazione sagomata a film o pellicola del materiale 10 da impastare è formata nelle estremità anteriori 27a e 27b e quin di il materiale da impastare 10 distribuito con sagoma a film esercita un effetto di cuscinetto o supporto idrodinamico del segmento di cuscinetto o supporto 21.

Inoltre, nel segmento di cuscinetto 21 com'è rappresentato in Fig. 2B, le porzioni a gioco 28a e 28b possono essere formate in modo tale che l'intercapedine tra le estremità anteriori 27a e 27b delle volute 23a e 23b e la parete interna del cilindro 3 sia costante. Tale intercapedine è preferibilmente impostata a tra 0,O0D2 e 0,02D2 (D2: diametro rotazionale esterno del segmento di impasto). Così, il materiale da impastare 10 è distribuito tra le estremità anteriori 27a e 27b ed il cilindro 3 senza lasciare alcuna intercapedine, e quindi il materiale da impastare 10 distribuito con sagoma a film esercita l'effetto di cuscinetto o supporto idrodinamico del segmento di cuscinetto o supporto 21.

Si deve notare che il diametro rotazionale esterno del segmento di impasto 36 è preferibilmente formato più piccolo del diametro rotazionale esterno D del segmento di cuscinetto 21. In altre parole, poiché il diametro rotazionale esterno delle volute dei segmenti rotorici 17 e dei segmenti a disco di impasto 19 è più piccolo del diametro rotazionale esterno D delle volute 23a e 23b del segmento di cuscinetto 21, è possibile impedire in modo più affidabile contatto dalle estremità anteriori delle volute del segmento di impasto 36 con la parete interna del cilindro 3.

Nella vite 1 per estrusore della presente invenzione, poiché il summenzionato segmento di cuscinetto 21 è disposto in una posizione in direzione assiale differente, particolarmente poiché la relazione posizionale con la porzione di impasto 14 è variata, è possibile ottenere una pluralità di forme di realizzazione.

In altre parole, la vite 1 per estrusore secondo la presente invenzione è configurata come una vite 1 per estrusore secondo una prima forma di realizzazione in cui il segmento di cuscinetto 21 è disposto entro la porzione di impasto 14 com'è rappresentato nelle Fig. da 1 a 4 e 6, una vite 1 per estrusore conforme ad una seconda forma di realizzazione in cui il segmento di cuscinetto 21 è previsto sul lato a valle distanziato dalla porzione di impasto 14 com'è rappresentato in Fig. 7, o una vite 1 per estrusore conforme ad una terza forma di realizzazione in cui, quando una pluralità di porzioni di impasto 14 sono previste nella vite 1 per estrusore, il segmento di supporto 21 è disposto entro una prima porzione di impasto 14a posizionata sul lato più a monte tra la pluralità di porzioni di impasto com'è rappresentato in Fìg. 8.

Una descrizione dettagliata sarà ora fornita rispetto ad una relazione tra una posizione di installazione del segmento di cuscinetto 21 e la quantità di abrasione del corpo principale 12 di vite della vite per estrusore 1 secondo le forme di realizzazione dalla prima alla terza, facendo riferimento alle Fig. da 5 a 8. Si deve notare che le viste sul lato superiore delle Fig. da 5 a 8 (Fig. da 5A a 7A e 8) mostrano tutte come i segmenti costituenti il corpo di vite principale 12 siano accoppiati fra loro nella direzione assiale, e viste sul lato inferiore (Fig. da 5B a 7B) mostrano le quantità di abrasione per segmenti in una posizione nella direzione assiale.

Le precedenti quantità dì abrasione sono calcolate dopo alimentazione del materiale da impastare 10 (PP: polipropilene) all'estrusore a doppia vite, e operando in modo continuo per un tempo fisso ad una velocità di rotazione di 300 rpm (giri per minuto) in uno stato in cui il cilindro 3 è riscaldato a 200°C. L'estrusore a doppia vite è un estrusore previsto per ruotare nel medesimo senso in cui due corpi principali di o a vite 12 (diametro rotazionale esterno massimo di 72 mra e lunghezza totale di 2 m) sono previsti entro il cilindro 3.

Le quantità di abrasione sono determinate sottraendo la massa di un segmento del corpo principale 12 della vite dopo funzionamento dalla massa del segmento prima del funzionamento, e dividendo il valore ottenuto dalla precedente sottrazione per la massa del cilindro del corpo principale 12 della vite prima del funzionamento. La quantità di abrasione è ottenuta per ciascuna della coppia di viti sinistra e destra 1 per estrusore.

Fig. 5 illustra schematicamente una convenzionale vite per estrusore 29 non avente un segmento a cuscinetto o di supporto 21 come per Fig. 1. Si deve notare che benché il segmento a cuscinetto 21 non sia previsto nella vite per estrusore convenzionale 29, tranne per il punto precedente, i medesimi tipi di segmenti sono previsti nella medesima combinazione di quella della vite 1 per estrusore conforme alla prima forma di realizzazione.

Le quantità di abrasione dei segmenti a disco di impasto 19 previste in Al e A2 in Fig. 5A sono di 0,25% o più come è indicato da al e a2 in Fig. 5B. In segmenti differenti da Al e A2, della porzione di impasto 14, pressoché tutte le quantità di abrasione sono di 0,05% o più. D'altro canto, in segmenti nella porzione di avanzamento o alimentazione 13 e segmenti nella porzione di estrusione 15, le quantità di abrasione sono basse entro 0,05% o meno. Perciò, si trova che nella convenzionale vite 29 di estrusore, abrasione viene generata in una posizione nella direzione assiale e l’abrasione è facilmente generata particolarmente nella porzione di impasto.

Fig. 6 illustra la vite 1 dì estrusore della prima forma di realizzazione. Nella vite 1 di estrusore, è previsto il segmento di cuscinetto 21 rappresentato in Fig. 2B dopo il settimo segmento rotorico negli otto segmenti rotorici 17 previsti nella porzione di impasto 14. Il segmento dì cuscinetto 21 è previsto in una posizione corrispondente alla porzione di impasto 14 (una posizione adiacente ad uno qualsiasi dei segmenti di impasto 36). La posizione di esso nella direzione assiale è indicata da B1 in Fig. 6A, e la quantità di abrasione di esso è indicata da bl in Fig. 6B.

Le quantità di abrasione dei segmenti a disco di impasto 19 previste in Al e A2 in Fig. 6A sono, com'è indicato da al e a2 in Fig. 6B, di 0,05% o meno. Si trova che le precedenti quantità di abrasione sono estremamente più basse delle quantità di abrasione dei segmenti di dischi di impasto 19 della convenzionale vite di estrusore 29. Poiché le quantità di abrasione della porzione di impasto 14 in Fig . 6B sono di 0,05% o meno, si trova che in corrispondenza di qualsiasi posizione nella porzione dì impasto 14, l'abrasione è soppressa più che nella convenzionale vite di estrusore 29.

In tal modo, poiché il segmento di o a cuscinetto 21 è previsto entro la porzione di impasto 14, è possibile impedire la flessione del corpo principale 12 della vite e sopprimere l'abrasione delle volute 23a e 23b della porzione di impasto 14 e della parete interna del cilindro 3 grazie all'effetto del supporto idrodinamico per il segmento di supporto o cuscinetto 21.

La lunghezza della porzione di impasto 14 nella direzione assiale è di 4,5D o più. Il segmento di supporto o cuscinetto 21 è previsto sul lato a valle ad una distanza di 4,5D o più da una estremità del lato a monte della porzione di impasto 14. In tal modo, nel passare attraverso la porzione di impasto 14, il materiale da impastare 10 è sufficientemente fuso ed impastato. Il materiale da impastare 10 è fuso in modo tale che il materiale da impastare 10 possa essere alimentato a fra le estremità anteriori 27a e 27b delle volute 23a e 23b e la parete interna del cilindro 3. Perciò, il materiale sufficientemente fuso da impastare 10 può esercitare l'effetto del cuscinetto idrodinamico.

Fig. 7A mostra la vite di estrusore 1 della seconda forma di realizzazione.

In tale vite 1 di estrusore, il segmento di cuscinetto 21 è disposto in una posizione in cui la distanza S da una estremità del lato a valle della porzione di impasto 14 verso il lato a valle di essa è 3 ,OD o meno (D: diametro rotazionale esterno del segmento di cuscinetto), nella presente forma di realizzazione, in una posizione in cui un’estremità del lato a valle del segmento di cuscinetto si trova sul lato a monte ad una distanza di 3,OD dall'estremità del lato a valle della porzione di impasto 14.

Nella vite 1 per estrusore della seconda forma di realizzazione, benché le quantità di abrasione dei segmenti a disco di impasto 19 indicate in al e a2 in Fig. 7B siano maggiori delle quantità di abrasione della prima forma di realizzazione (le quantità di abrasione di al e a2 in Fig. 6B), le quantità di abrasione sono inferiori alle quantità di abrasione della convenzionale vite 29 per estrusore (le quantità di abrasione di al e a2 in Fig. 5B). Nelle quantìtà di abrasione dei segmenti disco di impasto 19 secondo la presente forma di realizzazione, la quantità di abrasione di a2 sul lato più vicino al segmento 21 di cuscinetto è inferiore alla quantità di abrasione di al.

In tal modo si trova che, prevedendo il segmento di cuscinetto 21 sul lato a valle ad una distanza di 3,OD o meno dall'estremità del lato a valle della porzione dì impasto 14, è pure possibile impedire la flessione del corpo principale 12 della vite e sopprimere l'abrasione delle volute 23a e 23b della porzione di impasto 14 e del cilindro 3.

Nella presente forma di realizzazione, la lunghezza della porzione di impasto 14 della vite 1 dell'estrusore nella direzione assiale è 4,5D o più, ed il segmento di cuscinetto o supporto 21 è previsto sul lato a valle ad una distanza di 3,OD o meno dalla estremità del lato a valle della porzione di impasto 14 (ossia S nella figura è di 3,OD o meno) e in corrispondenza di una posizione nella direzione assiale sul lato a valle ad una distanza di 4,5D o più dall'estremità del lato a monte della porzione di impasto 14. Così, anche nel caso in cui la luce 8 di alimentazione del materiale sia prevista sul lato leggermente a monte della porzione di impasto 14, nel passare attraverso la porzione di impasto 14, il materiale da impastare 10 è sufficientemente fuso ed impastato, e quindi il materiale da impastare 10 alimentato fuso in modo tale che il materiale da impastare 10 possa essere alimentato tra le estremità anteriori 27a e 27b delle volute 23a e 23b e la parete interna del cilindro 3, può esercitare l'effetto del cuscinetto idrodinamico.

Fig. 8 illustra la vite 1 per estrusore della terza forma di realizzazione. La vite 1 per estrusore ha una seconda porzione di alimentazione 13b ed una seconda porzione di impasto 14b seguente una prima porzione di alimentazione o avanzamento 13a ed una prima porzione di impasto 14a, ed il segmento di cuscinetto 21 è disposto in una posizione corrispondente alla prima porzione di impasto 14a.

Nella vite 1 per estrusore della terza forma di realizzazione, è confermato che le quantità di abrasione dei segmenti a disco di impasto 19 della prima porzione di impasto 14a e della seconda porzione di impasto 14b sono più piccole delle quantità di abrasione di al e a2 della seconda forma di realizzazione. Perciò, come nella vite 1 per estrusore della presente forma di realizzazione, nel caso in cui una pluralità di porzioni di impasto 14 sono previste nella direzione assiale del corpo principale 12 della vite distanziate 1'una dall'altra, è determinato come preferibile che il segmento di cuscinetto 21 sia almeno installato nella prima porzione di impasto 14a posizionata sul lato più a monte tra la pluralità di porzioni di impasto 14 previste nella direzione assiale. E<1>così poiché sussiste talvolta un caso in cui, con il materiale da impastare 10 posizionato sul lato più a monte, la percentuale non fusa venga aumentata e la viscosità sia più alta, e quindi il carico cinetico imposto sul corpo principale 12 della vite diviene grande.

La vite 1 per estrusore della precedente forma di realizzazione può essere impiegata nell'estrusore 2 a doppia vite con rotazione in senso inverso. L'estrusore 2 a doppia vite dotato della vite 1 di estrusore è in grado di impastare il materiale da impastare 10 con una grande forza di taglio, come pure sopprimere l’abrasione del corpo principale 12 della vite e del cilindro 3 così da migliorare la durata dell<1>estrusore 2 a doppia vite.

Si deve notare che benché i segmenti rotorici 17 ed i segmenti a disco di impasto 19 siano impiegati in qualità del segmento di impasto 36 nella precedente forma di realizzazione, il segmento di impasto 36 può essere formato da almeno ì segmenti rotorici 17 o i segmenti a disco di impasto 19 . Impiegando la combinazione dei segmenti rotorici 17 ed ì segmenti a disco di impasto 19 fra loro, è possibile fissare in maniera arbitraria il numero di segmenti da combinare. Mei segmenti rotorici 17, possono essere formate le porzioni di gioco 28a e 28b (porzioni d'estremità di punta) aventi un gioco d'estremità di punta costante .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Vite per estrusore, comprendente: un segmento di vite per convogliare un materiale che deve essere impastato; una porzione di impasto includente un segmento di impasto, il segmento di impasto avendo volute di impasto con due o più rigature per impastare il materiale che deve essere impastato che è convogliato mediante detto segmento di vite; e un segmento di cuscinetto o supporto previsto entro detta porzione di impasto o sul lato a valle della porzione di impasto, in cui detto segmento di cuscinetto è dotato di almeno due volute aventi una sagoma di sezione di un tipo ad ingranamento completo con una rigatura nella direzione assiale, le volute essendo disposte nella direzione rotazionale con spostamento uniforme della fase di esse rispettivamente, e la lunghezza delle volute nella direzione assiale essendo impostata a 0,2D (D: diametro rotazionale esterno di detto segmento di cuscinetto) o più.
2. Vite per estrusore secondo la rivendicazione 1, in cui il diametro rotazionale esterno di detto segmento di impasto è inferiore al diametro rotazionale ester no di detto segmento di cuscinetto.
3 . Vite per estrusore secondo la rivendicazione 1, in cui una pluralità di porzioni di impasto sono previste nella direzione assiale dì detta vite essendo distanziate l’una dall'altra, e detto segmento di cuscinetto essendo disposto entro una prima porzione di impasto posizionata sul lato più a monte tra la pluralità di porzioni di impasto.
4 . Vite per estrusore secondo la rivendicazione 1, in cui la lunghezza nella direzione assiale della prima porzione di impasto posizionata sul lato più a monte tra la pluralità di porzioni di impasto previste nella direzione assiale di detta vite che sono distanziate l'una dall'altra è di 4,5D o più, e detto segmento di cuscinetto è posizionato sul lato a valle ad una distanza di 4,5D o più da una estremità del lato a monte della prima porzione di impasto.
5. Vite per estrusore secondo la rivendicazione 1, in cui detto segmento di cuscinetto è posizionato sul lato a valle ad una distanza di 3,OD o meno da una estremità del lato a valle di detta porzione di impasto.
6 . Vite per estrusore secondo la rivendicazione 1, in cui le volute di detto segmento di cuscinetto sono impostate in modo tale che la distanza tra estremità anteriori delle volute e l'asse rotazionale di detto segmento di cuscinetto diminuisce gradualmente verso il lato anteriore della direzione rotazionale di detto segmento di cuscinetto.
7 . Segmento di cuscinetto dotato di almeno due volute aventi una sagoma di sezione di un tipo ad ingranamento completo con una rigatura nella direzione assiale, le volute essendo disposte nella direzione rotazionale con spostamento uniforme della fase di esse rispettivamente, e la lunghezza delle volute nella direzione assiale essendo impostata a 0,2D {D: diametro rotazionale esterno di detto segmento di cuscinetto) o più.
8. Segmento di cuscinetto secondo la rivendicazione 7, in cui le volute sono impostate in modo tale che la distanza tra estremità anteriori delle volute e l'asse rotazionale di detto segmento di cuscinetto si riduce gradualmente verso il lato anteriore della direzione o senso rotazionale del segmento di cuscinetto.
9. Estrusore a doppia vite con rotazione e ingranamento nella medesima direzione dotato della vite per estrusore secondo la rivendicazione 1.