ITTO20100855A1 - Estrusore plurivite, in particolare bivite - Google Patents

Description

"Estrusore plurivite, in particolare bivite"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un estrusore plurivite, in particolare di tipo bivite corotante, e al suo utilizzo per la lavorazione di materiali polimerici.

Più in dettaglio, un tale estrusore comprende, nella sua versione bivite, una coppia di viti montate parallele entro un involucro cilindrico, sull’albero di ciascuna di dette viti essendo calettato almeno un gruppo di miscelazione il quale à ̈ affacciato lateralmente ad un gruppo omologo calettato sull’albero dell’altra vite, ciascun gruppo di miscelazione comprendendo almeno un elemento di miscelazione sagomato a guisa di piastra che si estende intorno ad un proprio asse longitudinale centrale ed ha un bordo laterale.

I gruppi di miscelazione sono montati sulle rispettive viti in modo tale per cui le varie coppie di elementi di miscelazione lateralmente affacciati individuano, durante la loro rotazione, un rispettivo passaggio o canale di sezione costante nel piano orizzontale individuato dagli assi delle due viti, nel quale il materiale in lavorazione nell’estrusore à ̈ costretto a passare, così da essere sottoposto a sollecitazioni di taglio e quindi miscelato.

Tale passaggio à ̈ molto delicato poiché sollecitazioni meccaniche eccessive possono causare un riscaldamento del materiale che, se particolarmente termosensibile, può essere soggetto ad un decadimento delle proprie caratteristiche meccaniche e/o chimico-fisiche.

Scopo della presente invenzione à ̈ dunque quello di fornire un estrusore plurivite che eviti un dannoso surriscaldamento del materiale trattato, pur garantendone un’adeguata miscelazione.

Secondo l’invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie ad un estrusore del tipo indicato all’inizio della presente descrizione e caratterizzato dal fatto che detto almeno un elemento di miscelazione ed il suo omologo calettato sull’albero dell’altra vite presentano almeno un tratto del proprio bordo laterale inclinato nei confronti del rispettivo asse centrale.

La presenza dei tratti di bordo inclinati determina un’apertura maggiore dei suddetti canali di passaggio, consentendo un riflusso graduale del materiale trattato che così non patisce sollecitazioni tali da pregiudicarne le caratteristiche.

L’entità dell’inclinazione di tali tratti di bordo, nonché la loro concordanza o discordanza con il senso di rotazione delle viti possono essere scelte in modo desiderato, così da determinare il tempo necessario per il passaggio del materiale fra le superfici affacciate, durante il quale esso à ̈ sottoposto ad un’azione meccanica estrinsecantesi essenzialmente in sforzi di taglio, la cui entità à ̈ tenuta sotto controllo ed à ̈ comunque inferiore a quella che si esercita in estrusori noti.

In particolare, la quantità di energia assorbita dal materiale trattato viene regolata consentendo a quest’ultimo di fluire all’indietro in corrispondenza dei tratti di bordo inclinati, cosicché si riduce la pressione cui viene sottoposto e si evitano picchi di sollecitazione.

L’eliminazione di questi ultimi risulta benefica anche per l’estrusore, poiché anche i suoi componenti, in particolare quelli rotanti, sono meccanicamente meno sollecitati e possono quindi avere una vita utile di impiego più lunga.

Costituisce un ulteriore oggetto della presente invenzione l’uso del suddetto estrusore per la lavorazione di materiali polimerici, in cui le viti preferibilmente sono due e ruotano nello stesso senso.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, fornita a titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni annessi, in cui:

la figura 1 rappresenta schematicamente una sezione trasversale di un estrusore bivite secondo la presente invenzione,

la figura 2 à ̈ una vista frontale di un gruppo di miscelazione di una vite dell’estrusore di figura 1,

la figura 3 Ã ̈ una vista in elevazione laterale del gruppo di miscelazione di figura 2,

le figure 4 e 5 sono viste corrispondenti rispettivamente alle figure 2 e 3 di un’ulteriore forma di attuazione di gruppo di miscelazione di estrusore dell’invenzione,

le figure 6 e 7 sono viste corrispondenti rispettivamente alle figure 2 e 3 di un'altra forma di attuazione di gruppo di miscelazione di estrusore dell’invenzione, e

le figure 8 e 9 sono viste corrispondenti rispettivamente alle figure 2 e 3 di ancora un’ulteriore forma di attuazione di gruppo di miscelazione di estrusore dell’invenzione.

Un estrusore bivite comprende in modo di per sé noto (fig. 1) un involucro cilindrico 10 avente un asse longitudinale 12 lungo il quale si sviluppa una cavità 14 avete sagoma di 8 disposto orizzontalmente, nella quale sono montate rotanti due viti 16 affiancate e parallele l’una all’altra.

Ciascuna vite 16 ha un proprio albero 18, sul quale à ̈ calettata in successione una pluralità di gruppi di miscelazione 20, ciascuno dei quali à ̈ affacciato lateralmente ad un gruppo omologo calettato sull’albero 18 dell’altra vite 16.

Ciascun gruppo 20 (fig. 2 e 3) à ̈ formato da una serie di elementi di miscelazione 22, ognuno dei quali à ̈ sagomato a guisa di piastra avente un proprio asse longitudinale centrale 24 coincidente con quello del rispettivo albero 18 e parallelo all’asse 12 dell’estrusore. Per semplicità le figure 2 e 3 non illustrano i fori centrali degli elementi 22 che permettono in modo di per sé noto il calettamento sul rispettivo albero 18 del gruppo di miscelazione 20, che può essere un pezzo monolitico oppure essere formato da più pezzi uniti rigidamente insieme, ciascuno dei quali corrisponde tipicamente ad un elemento di miscelazione 22.

Ogni elemento di miscelazione 22 ha in pianta sagoma convessa ed oblunga, il cui perimetro à ̈ definito da due tratti ricurvi 26, in particolare due archi di ellisse, le cui estremità sono congiunte da due archi di circonferenza 28. I due archi di ellisse 26 sono quindi contrapposti l’uno all’altro, così come i due archi di circonferenza 28. E’ da notare che, in forme di attuazione non illustrate dell’invenzione, i tratti ricurvi 26 potrebbero avere una curvatura diversa da quella propria di una figura geometrica semplice, quale un ellisse, e ad esempio esprimibile mediante un’appropriata equazione.

Ciascun gruppo di miscelazione 20 comprende in particolare cinque elementi di miscelazione 22 che – come illustrato in figura 2 - hanno una giacitura sfalsata di 45° rispetto a quelli immediatamente adiacenti. In forme di attuazione non illustrate dell’invenzione, gli elementi di miscelazione 22 di un gruppo 20 potrebbero essere presenti in numero diverso da cinque, ad esempio compreso fra uno e sette. Vantaggiosamente, il diametro degli elementi di miscelazione esterni del gruppo 20 à ̈ maggiore di quello degli elementi interni, intendendo come diametro sia la distanza che separa il centro dei due archi di circonferenza (il cosiddetto De) sia la distanza che separa il centro dei due tratti ricurvi (il cosiddetto Di).

Ciascun elemento di miscelazione 22 ha un bordo laterale 30, ovvero la dimensione che ne definisce lo spessore, che - in corrispondenza degli archi di ellisse 26 - à ̈ inclinato nei confronti del rispettivo asse centrale 24 di un angolo α che à ̈ vantaggiosamente compreso fra 3° e 15°. Le inclinazioni dei due tratti inclinati 30 sono discordi pur avendo uguale valore assoluto, in modo tale per cui la sezione trasversale dell’elemento 22 si rastrema procedendo da una faccia verso quella opposta.

Gli elementi di miscelazione 22 del gruppo 20 sono inoltre disposti con orientamento concorde rispetto all’asse centrale 24, ovvero procedendo in una data direzione lungo quest’ultimo tutti si rastremano.

Come indicato all’inizio di questa descrizione, gli elementi di miscelazione 22 lateralmente affacciati e rispettivamente calettati sulle due viti 16 sono omologhi, ovvero hanno uguale forma e struttura. L’unica differenza sostanziale consiste nella diversa giacitura: ad esempio - come illustrato in figura 1 – gli elementi 22 della vite 16 di destra sono ruotati di 90° rispetto agli omologhi della vite 16 di sinistra, così da garantire che la sezione libera di passaggio nel piano passante per gli assi 24 dei due alberi 18 resti sostanzialmente costante al ruotare delle viti 16. Preferibilmente inoltre – sempre come illustrato nella figura 1 – i tratti di bordo inclinati 30 degli elementi di miscelazione 22 lateralmente affacciati delle due viti 16 sono inclinati nello stesso senso. In forme di attuazione non illustrate, peraltro, i tratti di bordo inclinati 30 di elementi di miscelazione 22 lateralmente affacciati potrebbero avere inclinazioni opposte.

Nell’uso, le due viti 16 ruotano vantaggiosamente nello stesso senso determinando l’avanzamento del materiale polimerico introdotto nella cavità 14 dell’estrusore. L’inclinazione dei tratti 30 dei bordi laterali degli elementi 22 consente peraltro un riflusso di una parte del materiale lungo la medesima vite 16 a cui à ̈ inizialmente associato, mentre la parte restante passa da una vite 16 all’altra, con il risultato di ridurre l’entità delle sollecitazioni cui viene sottoposto il materiale trattato e quindi le possibilità di un suo degrado.

Le figure 4 e 5 illustrano una prima forma alternativa di realizzazione di gruppo di miscelazione di estrusore dell’invenzione, in cui numeri uguali a quelli utilizzati nelle precedenti figure contraddistinguono parti uguali o equivalenti.

In questo caso, gli elementi di miscelazione 22 del gruppo 20 sono sempre tutti disposti con orientamento concorde nei confronti del rispettivo asse centrale 24, ma opposto rispetto al caso precedente, ad esclusione dell’ultimo elemento 22 il cui orientamento resta invariato per facilitare l’assemblaggio del gruppo 20 con quelli adiacenti. Anche tutte le altre caratteristiche restano invariate rispetto a quelle dell’estrusore illustrato nelle figure 1 e 2.

Le figure 6 e 7 illustrano una seconda forma alternativa di realizzazione di gruppo di miscelazione di estrusore dell’invenzione, in cui numeri uguali a quelli utilizzati nelle precedenti figure contraddistinguono parti uguali o equivalenti.

In questo caso, gli elementi di miscelazione 22 del gruppo 20 sono disposti con orientamento alternato nei confronti del rispettivo asse centrale 24. Le altre caratteristiche restano invariate rispetto a quelle dell’estrusore illustrato nelle figure 1 e 2.

Le figure 8 e 9 illustrano una terza forma alternativa di realizzazione di gruppo di miscelazione di estrusore dell’invenzione, in cui numeri uguali a quelli utilizzati nelle precedenti figure contraddistinguono parti uguali o equivalenti.

In questo caso, i due tratti di bordo inclinati 30 di ciascun elemento di miscelazione 22 hanno inclinazioni concordi, in modo tale per cui la sezione trasversale dell’elemento 22 resta sostanzialmente costante procedendo da una faccia verso quella opposta, pur variando la sua posizione rispetto all’asse 24. Le altre caratteristiche restano invariate rispetto a quelle dell’estrusore illustrato nelle figure 1 e 2.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto a puro titolo esemplificativo, senza per questo uscire dal suo ambito. In particolare, l’estrusore potrebbe comprendere un numero superiore a due di viti, ad esempio disposte circonferenzialmente a guisa di corona intorno all’asse longitudinale centrale di un involucro cilindrico. D’altro canto, il bordo laterale di uno o più elementi di miscelazione potrebbe essere inclinato per il suo intero sviluppo, ovvero in corrispondenza non solo dei due tratti ricurvi, ma anche dei due archi di circonferenza. Inoltre, la sagoma in pianta degli elementi di miscelazione potrebbe essere diversa da quella definita da due tratti ricurvi e due archi di circonferenza (che corrisponde alla cosiddetta configurazione a due principi) e comprendere ad esempio un numero superiore a due di tratti ricurvi e di archi di circonferenza (corrispondente ad una configurazione avente un eguale numero di principi).

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Estrusore plurivite comprendente viti (16) montate parallele entro un involucro cilindrico (10), su di un albero (18) di ciascuna di dette viti (16) essendo calettato almeno un gruppo di miscelazione (20) il quale à ̈ affacciato lateralmente ad un gruppo omologo calettato sull’albero (18) di un’altra vite (16), ciascun gruppo di miscelazione (20) comprendendo almeno un elemento di miscelazione (22) sagomato a guisa di piastra, estendentesi intorno ad un proprio asse longitudinale centrale (24) ed avente un bordo laterale, detto estrusore essendo caratterizzato dal fatto che detto almeno un elemento di miscelazione (22) ed il suo omologo calettato sull’albero (18) dell’altra vite (16) presentano almeno un tratto (30) del proprio bordo laterale inclinato nei confronti del rispettivo asse centrale (24).
2. 2. Estrusore secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un tratto (30) à ̈ inclinato di un angolo compreso fra 3° e 15° nei confronti dell’asse centrale (24) del rispettivo elemento (22).
3. 3. Estrusore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto almeno un elemento di miscelazione (22) ha in pianta sagoma convessa ed oblunga, il cui pe rimetro à ̈ definito da due tratti ricurvi, in particolare due archi di ellisse (26), le cui estremità sono congiunte da due archi di circonferenza (28).
4. 4. Estrusore secondo la rivendicazione 3, in cui il bordo laterale di detto almeno un elemento di miscelazione (22) presenta almeno due tratti inclinati (30) in corrispondenza di detti tratti ricurvi (26).
5. 5. Estrusore secondo la rivendicazione 4, in cui detti due tratti di bordo inclinati (30) hanno inclinazioni discordi, in modo tale per cui la sezione trasversale dell’elemento (22) si rastrema procedendo da una faccia verso quella opposta.
6. 6. Estrusore secondo la rivendicazione 4, in cui detti due tratti di bordo inclinati (30) hanno inclinazioni concordi, in modo tale per cui la sezione trasversale dell’elemento (22) resta sostanzialmente costante procedendo da una faccia verso quella opposta.
7. 7. Estrusore secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun gruppo di miscelazione (20) comprende da uno a sette elementi (22) di miscelazione disposti in serie lungo l’albero (18) della rispettiva vite (16).
8. 8. Estrusore secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, in cui il diametro degli elementi di miscelazione esterni del gruppo (20) Ã ̈ maggiore di quello degli elementi interni.
9. 9. Estrusore secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, di tipo bivite corotante.
10. 10. Uso di un estrusore secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni per la lavorazione di materiali polimerici.